项目简介 本项目来源于工业生产实践，用智能控制技术代替或结合传统控制技术，实现操作自动化和过程的最优控制。主要包括应用锁相环技术实现严格的同步要求，基于神经网络的压力调节器，利用专家智能系统提高操作自动化水平。本项目获得冶金部科技进步二等奖。

科研领域及方向        热能与动力工程 / 先进控制策略在热工过程自动控制方面的应用研究项目概况    本项目主要针对众多热电联产机组在实施自动控制时所存在的问题，采用先进的智能优化控制理论，研究能较好地解决热、电负荷优化控制问题的先进控制系统，具体包括：热电联产机组热电负荷协调优化控制；锅炉母管蒸汽压力的优化控制；机组主汽温度的优化控制等。主要特点 传统控制和现代控制在提高热工对象的控制品质上已作了大量的努力，但对于一些复杂对象的控制效果仍欠佳。本项目对人工免疫系统这一新的智能理论进行了研究，并与传统的PID控制、模糊控制、预测控制等方法相结合，将新的思想与传统及成熟的控制理论有机结合，应用于解决实际复杂热工过程的优化控制，以期取得良好控制效果。技术指标     着眼于热电厂母管制机组实现热、电负荷整体优化控制需要解决的的一些关键问题，针对现有控制系统的不足，研究更为有效的基于免疫算法、多Agent技术和预测控制方法等的智能优化控制系统。市场前景本项目研究成果对改善中小电厂锅炉燃烧自动控制的现状，提高其锅炉自动投入率和经济效益，以及节约能源都具有重要意义。此外，还将有力地促进人工免疫技术的发展及其在热工过程控制中的应用，并为类似分布式复杂系统的控制提供借鉴。

智能无人系统能自主的完成复杂任务，具有自主性、智能性、协同性等特征，覆盖了智能机器人、智能无人机、无人驾驶、群体智能等领域，是人工智能的主要研究方向之一。贺威教授团队长期致力于智能无人系统的控制理论与方法研究。本次申请吴文俊人工智能自然科学奖项的项目成果研究历时六年，针对柔性无人系统的高精度控制、具有多约束条件的智能控制和不确定系统的自适应控制三个方面展开了深入地研究与探索，提出了智能无人系统基于偏微分方程的建模方法和边界控制方法、基于神经网络的智能控制方法以及基于状态和输出反馈的自适应控制方法，推动了智能无人系统控制理论与方法的发展。本项目的20篇主要代表性论文均发表在IEEE汇刊及Automatica等本学科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文，SCI他引923次，全部入选ESI高被引论文，其中4篇SCI他引超100次，单篇最高SCI他引318次。

与传统中高速电机+减速器驱动相比，采用大转矩直驱电机省去复杂的减速齿轮，简化了驱动系统结构，提高了系统可靠性。为提高电机转矩密度，降低损耗，强化电机散热，课题组在新型电机拓扑结构设计、损耗精确计算及高饱和磁密材料应用等方面做了创新性研究工作。设计的55kW, 2500N·m级轮毂驱动电机在常规液冷散热条件下体积转矩密度达到180kNm/m3.为低速大转矩永磁同步电机设计了专用驱动器和控制器，搭建了低速大转矩永磁同步电机测试平台，对电机的输出转矩特性，过载能力进行全面的测试。

极化控制是提升系统性能、集群化MIMO设计的核心，多功能调控管理一体化技术研究的深入，对于天线这个基本器件的需求在数量上和质量上都有着持续不断增长的需求，是提升系统性能的硬件核心。团队具有从设计理念到器件材质选取/研发系列自主知识产权国家发明专利20多项，具有按合作方需求完成多种交叉应用的按需新产品研发天线及相关产品能力，兼顾系统EMC集成化的设计，完成一体化智能化的高端装备制作。 其中，应用于北斗卫星导航系统的多频圆极化微带天线已有不少研究成果，但一般存在带宽窄、尺寸大、馈电复杂等不足。本项目可提供一种适用于北斗卫星导航系统具有较宽频带、馈电简单的双频双圆极化微带天线，主要采用了新缝隙引流技术来进行极化控制。另外，MIMO 共极化多天线结构需占据较大空间，使天线系统成本增大，且各支路的平均接收功率差异变大导致天线单元间的相关系数增大。极化分集技术是在同一单元上采取不同极化来发射或接收信号，不同极化方向上的多径信号仅是部分相关的，因此，可以获得极化分集增益，分集性能与空间分集相当，并可以减少极化失配影响。本项目可提供一种结构简单、在工作频带内端口间的隔离度大于25dB且主辐射方向交叉极化比大于20dB的双极化天线，主要采用了H形缝隙结构来进行极化控制，可应用于WLAN频段的MIMO系统中。     极化的灵活控制对大规模MIMO天线体系是新发展方向、技术含量极高的产品。制作各类天线的材料小型化后用量有限，本身价格一般不超过成品售价十分之一，新设计理念可大大提升系统效率，获取更高的天线特性。从投资的角度，天线批量制作工艺要求并不复杂，采用常规具有一定精度的机械加工设备或者高稳定度的PCB制版设备就可以完成平面小型化天线，设备寿命较长，在高科技设计技术的保障下操作调控也很方便。扣除产品的后期包装和推广成本，利润极高，需求量大，保守估计各种类别的天线年产值都会在数千万以上，前端创新的可以有数亿，属于低投入高回报的产业，核心点在于极化控制及分布设计。 项目投资额视合作关系而定，一般前期投入每个特需专项前期 100~150万人民币，后期追加及提成  (不包括厂房等投入)。

智能无人系统能自主的完成复杂任务，具有自主性、智能性、协同性等特征，覆盖了智能机器人、智能无人机、无人驾驶、群体智能等领域，是人工智能的主要研究方向之一。贺威教授团队长期致力于智能无人系统的控制理论与方法研究。本次申请吴文俊人工智能自然科学奖项的项目成果研究历时六年，针对柔性无人系统的高精度控制、具有多约束条件的智能控制和不确定系统的自适应控制三个方面展开了深入地研究与探索，提出了智能无人系统基于偏微分方程的建模方法和边界控制方法、基于神经网络的智能控制方法以及基于状态和输出反馈的自适应控制方法，推动了智能无人系统控制理论与方法的发展。本项目的20篇主要代表性论文均发表在IEEE汇刊及Automatica等本学科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文，SCI他引923次，全部入选ESI高被引论文，其中4篇SCI他引超100次，单篇最高SCI他引318次。

研究了中心控制和优化软件。结合用户的需求和比较现有软件，开发了灯组定义、相位定义、相位序列定义、相位配时模块。信号机直接以以太网连网，通讯模块负责接收信号机的各项参数，并发送指定的相应数据。进行了配时优化研究。在优化时采用固定周期的方法，相位的绿信比作为优化变量进行优化。

https://www.shjcedu.com  上海计呈教学设备13636618907                                                GC-6600D型 中央空调控制/监控实训考核装置 一，产品概述：   GC-6600D型 中央空调控制/监控实训考核装置适合高等职业院校、中等职业学校及本科院校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电机与电器、制冷和空调设备运用与维修等专业的《制冷空调机器设备》、《制冷空调装置的安装操作与维修》、《制冷空调自动化及机电一体化》、《空气调节技术与运用》等课程的教学与实训。                               二，特 点 1，中央空调系统实训平台 是根据目前国内建筑电气，楼宇智能化精心设计的综合实验装置，本装置结合当前安防领域的先进技术，从教学实验的要求的角度出发，以工程化的设计理念完整的实现了中央空调全空气调节系统的工作过程。       综合性；采用国内先进的二次回风系统，在同一台实验台上完整的完成                                                          不同制冷系统工况 工程化；整套控制系统大部分采用工业现场实际应用部件 开放性；装置采用透明化，开放性设计，学生能够清晰的了解整个系统工    作原理 安全保护；装置设有强电漏电系统装置 2，实用性强 控制器采用一台三菱PLCFX3U－48M及相关继电器、控制开关、指示灯、标准通信接口可编程控制器，上位机软件实时显示系统运行状态及数据。 3，直观性强 实训装置直观展示了中央空调的系统结构、工作原理，可清楚的看到制冷循环系统结构及主要部件的实物，系统还配置有系统完整流程图、交流电压表、交流电流表、真空压力表、信号指示灯使整个系统的实时工作状态一目了然；便于教学演示讲解及学生对课本知识的理解掌握。此外，管路中设有视液镜可观察制冷剂状态；高压管路为红色部分，低压管路为蓝色部分。 4，综合性强 整套实训装置集制冷系统、电气控制系统、故障模拟系统于一体，满足对实训的要求。 5，中央空调制冷、制热循环输送管路：用最新型色铝塑管以及铜件连接,并标有明显的走向标志。输送管路经电磁阀、风机盘管输送给模拟房间或模拟风管、根据所需调节风速开关或风量。 6，带电脑串行接口,组成智能化测试装置：系统的控制软件采用全汉化菜单式操作。测温器是高精度的热电锅,自A/D摸数转换器转换成数字信号,经Rs232电脑接口输出,在电脑安置相关程序之后,屏上清楚记录、采样、通过打印机输出进行理论分析。 7.在原来的系统中加装了教师端动画/控制/监控主机系统, 远程程独立监控:在系统能独立监控中央空调机触摸屏对系统的工作状态，方便老师远程监控学生在实训时的情况。操作方法是否正常，正确。 8、实验台控制智能模块 本模块可控制整机工作环境，确定 系统的工作稳定，可保护学生的实训时的稳定和安全，关键时可切断总电源。： 1)、智能模块模块可检测、监控装置系统的交流电源的电压，在测量过压时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流电源的电流值，在测量过流值时，设备过载保护、能够采集被监控设备交流用功功率温度、在测量过温时，设备过载保护 2）、软件平台： 电流、电压温度、并通过CAN /GSM通讯上传到监控主机或监控云平台，监控主机或云平台可以判断被监控电源的运行状态，如电压，电流，电流和温度。 3）、工作电源 额定电压AC220V、功耗  正常监视状态≤2W 报警状态≤2.5W、 4）监控报警过压（115%）、欠压（80%）过流、电流（50~1000mA）。 5）、温度：50-120度、漏电报警：50-1000MA连续可调、漏电报警通道：1路、温度报警：4路。 6）电流检测通道：1路、电压检测通道：3路。 7）报警方式：APP远程报警触点容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、 8）通讯接口   通讯/GPRS通讯(选配)有效通讯距离≤1km. 9)、通过手机可下载APP软件控制系统，或者电脑通过软件监控， 10)、传感器:电流互感器及电流互感器：使用2000:1。如果实际使用互感器和产品配,置不同，多咯温度传感器使用的是100K特性的热敏电阻. 11）功能显示：可显示电压、电流、功率 12）、界软件面   13）、无线传感器:电压：3.6V。待机电流：20MA.报警电流产250MA、低压报警：30天、通信方式：GSM、接收灵敏度：-129dBm、无线标准    14）、内置无线网络信号发射，可连接4G网络，不再需要另外增加通信成本 现场需对功能逐一演示，提供有效、权威的证明文件，证实该产品的可靠、安全、先进性。 *10、投标至少要提安监部门供检测报告文件以下几条内容 1）提供可供现场查询检测报告编号： 2）提供防触电保护，检测报告页面图 3）提供接地保护措施测试电流 (A):1.5倍额定电流，但不小于25A，检测报告页面图 4）提供电气强度和绝缘电阻，检测报告页面图 5）提供机械强度，检测报告页面图 6、提供耐热、耐燃和耐漏电起痕，检测报告页面图     三，技术参数 电源：三相五线 AC 380 V±10%  50Hz； 满量程供冷量：7.5kW； 满量程输入总功率：6.5kW； 制冷额定功率：7.5.kW； 满量程堵转电流：50A； 制热额定功率：2.0kW； 额定输入电流：7A； 循环风量：700m3/h； 制冷剂：R22； 漏电动作电流：≤30mA； 噪声：35－40dB（A）； 安全保护措施：具有过压、过流、过载、漏电、接地四种保护措施，符合国家相关标准。 四 装置的配置 1、控制器系统配置： 控制系统由可编程控制器、数据采集、力控组态软件等组成。控制器采用三菱PLC FX3U－48M可编程控制器，并加有1个压力扩展模块和两个模拟量采集模块。系统具有手动和自动两种控制方法控制，并且可通过上位机力控软件监测系统运行工况，即系统中制冷状态、制热状态、温度大小、设备运行状态等情况。通过PLC模拟量模块采集温度等相关系统参数对整个系统进行自控。通过对PLC程序编辑，可改变系统的控制过程。组态软件借助于Windows 2000/XP多任务环境，是本系统的管理与调度的中心，实现对整个系统的集中管理、以及对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理，实现设备的联动控制。在不接对象时，还能完成中央空调电气系统排故实训。 2，控制柜： 铁质双层亚光密纹喷塑结构，结构坚固。前门采用透明设计，可观察到中央控制器、接触器、热保护器等控制元件。面板上面有控制开关旋钮、工作状态指示灯、系统流程图及PLC主机单元及测试点。 3，交流电源控制单元： 三相四线制AC 380V电源供电，并设有漏电保护器控制控制屏总电源。 4， 模拟故障： 模拟故障设置与软件结合完成，学生根据工艺分析故障可能产生的原因，确定故障发生的范围，并进行排故。 5，测量仪表 1）电源电压指示单元：提供1只交流电压表和1只交流电流表，用于测量系统电网电压与测量压缩机、冷却水泵、冷冻水泵工作电流。制冷系统压力检测单元： 2）提供2只真空压力表和1只双组压力控制器，测量范围分别为-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可显示系统压缩机低压侧和高压侧的压力变化，对压缩机起到保护作用。 6，该装置可实现手动控制和计算机控制两种控制方式： A手动控制按钮在控制柜的门上，这些控制按钮接入到PLC各个相应的输入变量上，可直接对整个中央空调进行控制； B计算机控制则采用组态技术建立计算机与PLC之间的稳定通讯，从而控制整个中央空调，并实现对空调运行数据的显示、分析等各种功能，同时也可通过网络升级建立远程计算机与现场计算机的通讯，实现对中央空调的远程控制 7、系统原理图： 为了能更 好的掌握中央空调的控制和系统原理，控制面板上画有制冷系统流程图，并配有对对应的相关器件工作指示灯，开启或关闭对应的部件时，相应的状态指示灯亮或关闭 8.控制面板上在对应的元器件上喷绘有标识，字体，流程图 *9、老师端：动画/控制/监控主机系统”，以FLASH动画的形式来仿真中央空调各个工作流程（包括正常工作流程和故障工作流程）、故障产生过程现象、故障排除过程现象。中央空调动画/控制/监控主机系统中主要有三部分组成： （1）、系统主要部件说明组成：如压缩机、却水泵、冷却风机、风机盘管、分水器、集水器、表冷器等。 （2）、是系统动画演示：如压缩机系统、制冷系统、制热系统、风系统、集中送风系统、半集中送风系统的原理过程。 （3），系统故障运行演示：在配置有实物中央空调实训考核装置时，在软件演示故障时系统动画与实物实时故障同步，让学生更好地撑握空调原理、操作方法，如压缩机系统、制冷系统、制热系统、风系统、集中送风系统、半集中送风系统的原理过程。 (4),远程独立监控:系统能独立监控中央空调机触摸屏对系统的工作状态，方便老师远程监控学生在实训时的情况。操作方法是否正常，正确。 控制柜配置表 编号 名称 单位 数量   1 配电控制柜，网络式机柜 套 1 1800*700*700MM,采用蓝色框架结构，白色为搭配色，前后开门，方便实训操作，前门采用玻璃装饰，美观大方(面板：铁质面板，激光雕刻，彩色喷绘) 2 三相4P带漏电开关 只   32A 3 三相保险 台 1 32A 4 450V电流表，30A电流表 个 1 6L2 5 按钮 套 8   6 开关电源:为控制系统提供电源 套 1 Q60.:提供+24V.+5V 7 中间继电器 套 8 24V 8 交流接触器 套 13 220V 9 12位接线端子 套 4   10 3位接线端子 只 14   11 7寸彩色触摸屏 只   昆仑动态 12 通信线 只 1   13 制热水泵 个 1   14 中央空调控制实训软件 套 1   15 实验操作指导书 套 1   16 PT100传感器 只 6   17 PLC，FX3U-48M 台 1   18 数据采集系统 温度采集模块，FX2N-4AD-PT 套 2   19 压力采集模块，FX2N-2AD 块 1   20 压力变送器，0-10V 只 2   22 可移动式学生终端计算机台架 套 1 （钢木结构≥ 材500×550×900 mm） 23 系统 流程图 套 1   24 电脑上位机软件 套 1 控制/监控   通信模块 套 1   8，中央空调实训考核装置采用3匹水冷机组： 为整机系统提供冷源，采用一套分水器对冷量进行分配调节，整个中央空调采用PLC作为主控机，由计算机通过通信线与PLC进行通信，从而控制整个空调的运行，也可通过网络实现远程控制。空调的运行参数由传感器及变送器进行采集，并通过A/D模块转换后送入PLC中，再由PLC送到计算机中进行实时显示监控。 冷水机配置表 编号 名称 单位 数量   1 压缩机（3P） 台 1 涡旋压缩机，在同等功率下涡旋压缩机能提供更大的制冷压缩比 2 蒸发器，干式3P 只 1 304不锈钢，内部采用19MM不锈钢管作为蒸发器，克服了个别地区水的酸碱比重较高，容易损坏蒸发器（铜一般3年就损坏） 3 模拟锅炉 台 1 40L 4 储液器2P 个 1   5 水冷凝器 套 1 304不锈钢，内部采用19MM不锈钢管作为蒸发器，克服了个别地区水的酸碱比重较高，容易损坏蒸发器（铜一般3年就损坏） 6 3T冷却水塔 套 1   7 冷却风机 个 1 轴流FN吸风式－220/300MM 8 热力膨胀阀 只 1 丹佛斯进口 9         10 手阀 只 4 包含：，1只加液阀，1个截止阀，2只高低压传感器截止阀 11 角阀   2 2只制冷剂回收阀 12 高低压表 只 2   13 冷却阀门 个 4 采用黄铜升降闸阀，结构：多圈手轮式 14 冷却水泵 只 2 一个作为主泵，一个当成备用制冷水泵使用，当主泵损坏时，可启动备用水泵 9、冷冻水系统 和制冷系统 ： 水系统是中央空调的神经末端系统 ，为终端用户提供冷媒水和热媒水，系统配置2台冷却水泵（其中1台备用）、2台冷冻水泵，1台制热水泵，，采用一套分水器对冷量进行分配调节，整个中央空调采用PLC作为主控机，由计算机通过通信线与PLC进行通信，从而控制整个空调的运行，也可通过网络实现远程控制。空调的运行参数由传感器及变送器进行采集，并通过A/D模块转换后送入PLC中，再由PLC送到计算机中进行实时显示监控。 冷水和制热机配置表 编号 名称 单位 数量   1 分水器 套 1 一进4出：采用304不锈钢制作，设计有排水口，设备停止使用时可排出设备内的水 2 分水器配套阀门 个 5 采用黄铜升降闸阀，结构：多圈手轮式 2 集水器 套 1 一进4出：采用304不锈钢制作，设计有排水口，设备停止使用时可排出设备内的水 3 集水器配套阀门 个 5 采用黄铜升降闸阀，结构：多圈手轮式 2 不锈钢补水水箱400*300*350 套 1 不锈钢补水水箱400*300*350 5 制冷水泵 只 2 一个作为主泵，一个当成备用制冷水泵使用，当主泵损坏时，可启动备用水泵 6 制冷阀门 个 5 采用黄铜升降闸阀，结构：多圈手轮式 7 制冷水泵 只 2 一个作为主泵，一个当成备用制冷水泵使用，当主泵损坏时，可启动备用水泵 8 制热阀门 个 2 采用黄铜升降闸阀，结构：多圈手轮式 9 制热水泵 只 1   10 管路     采用新型铝塑管结构，：管子为双层塑料中间采用0.1MM形铝方式，耐用耐压，可重复折装 11 黄铜接头 只 80 接头使用6分黄铜接头，可重复拆装不损坏。 10、中央空调末端系统： 由一个模拟房间，和一个组合式风柜组成。模拟房间采用30*30工业标准铝型材和双面烤漆木板结构，内部装有和真实空调末端同样的风机盘管，三级调速，由调整开关用户自由调。组合式风柜系统由回风口，新空气混合风口，送风机，中央空调蒸发器，管道，电磁阀组成。 中央空调末端系统置表 编号 名称 单位 数量   1 模拟客房 套 1 2000*900*800，铝木结构装有四个轮子，方便移动，门使用有机玻璃，提高实用性 2 房间风机盘管 套 1 F34   功能：三档风速度调节 3 风速调整开关     86型 4 回风口 套 1   5 空气混合风口 套 1 带有调节功能 6 送风管道 套 1 PVC 7 组合式风柜 套   采用PV板材制作，保温效果好，不会结露， 8 送风机 个 1 300MM,风量2800/S 9 中央空调专业冷排 个 1 20平方 五，实训内容 1认识中央空调的结构及设备的实训； 2中央空调启动和停止的实训； 3中央空调的运行、调节操作实训； 4对中央空调的运行工况及各运行参数进行检测实训； 5对可编程控制器PLC进行高级编程及PLC的安装接线调试进行实训； 6配套压力、温度传感器和相应的A/D转换功能模块，可对整个中央空调的运行进行采集、实时监控等实训； 7组态技术应用实训：采用组态技术实现对中央空调运行进行动画显示，运行数据显示、实时监控、组态等功能； 8远程控制实训； 9网络的安装及设置实训；

数字化控制（NC）是当今机电控制技术发展的主流，是电力电子技术与运动控制学科中的一项重要技术。本项目设计了一种基于ARM?微控制器和uC/OS-Ⅱ实时操作系统的万能材料试验机测控系统软硬件开发方案。关键技术：伺服控制系统需满足其控制精度的要求，因此对AD转换精度，位移监测精度上都有较高要求，同时实现控制系统的PID闭环调节控制；借助于实时操作系统来提高系统的实时性。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统所选控制器保持了强大了外设和快速中断处理能力，处理器采用Philips公司的LPC2214（ARM?）。LPC2214是一种基于支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM?TDMI-STMCPU的微控制器，带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。因此能方便的设计出高性能的控制系统，使得开发周期短，成本低，体积小。对系统而言不仅简化电路设计结构，同时使得系统具有抗干扰强，可靠性高的特点。

简易型手动卧式拉力机，控制器选用ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精简指令集高速8位AVR单片机。它可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域，一般分为 ATtiny系列、AT90S系列、ATmega系列，产品类型多。与其他类型单片机相比，具有指令执行速度快，在线编程技术ISP，并可对其反复擦写?万次以上等；与此同时，支持 AVR开发软件多，操作方便性价比高，在机电系统控制应用中有很广泛的前景。关键技术：I?C通信与AD转换精度，系统通过C8051F350采集力传感器的电压信号，通过其内部自带的??位AD转换模块将电压值转换为数字信号后发送给AVR控制芯片；如何更好的保证AD转换的精度要求系统对力值采集的硬件电路部分有合理的设计。关键技术路线：根据市场需求确定系统所需实现的功能，将功能模块化，之后根据功能结构划分硬件结构与技术难点的分析，硬件电路制作，软件编写，上机调试，再根据调试结果对硬件电路以及软件部分进行必要的改进。本系统结构简单，开发周期短，成本低，体积小，抗干扰强，可靠性高的特点同时又能满足一定的精度要求。