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現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使得用戶對板帶鋼的板形質(zhì)量提出越來越苛刻的要求，板形控制技術(shù)已經(jīng)成為標志現(xiàn)代化板帶熱軋機、冷軋機和中厚板軋機的技術(shù)裝備和自動化水平的代表性技術(shù)。北京科技大學陳先霖教授領(lǐng)導的項目組從“六五”至今一直在板帶軋制工藝研究、板形控制技術(shù)的消化和自主創(chuàng)新領(lǐng)域進行了不懈的努力，取得了多項重要成果并投入實際應用。包括：  能夠提供變接觸VCL/VCR支持輥技術(shù)，自動消除輥間有害接觸區(qū)，顯著改善了軋機的板形控制性能，增加了彎輥調(diào)控效果，降低了軋輥消耗，延長了換輥周期。 能夠提供高效變凸度HVC/LVC工作輥技術(shù)，克服CVC工作輥技術(shù)在軋制窄帶鋼時表現(xiàn)板形調(diào)節(jié)能力不足的缺陷，實現(xiàn)板形調(diào)節(jié)與帶鋼寬度和竄輥量均成線性關(guān)系，顯著增加軋機的板形調(diào)節(jié)能力，解放彎輥力，為L1的板形實時控制預留空間。 能夠提供非對稱ASR/ATR工作輥技術(shù)，解決熱連軋機組中下游機架不能兼顧板形控制和工作輥磨損控制的難題，在獲取好的板形質(zhì)量的同時實現(xiàn)自由規(guī)程軋制。同時，該技術(shù)可實現(xiàn)對邊部板形要求較高的專用鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)。 能夠提供均壓型PPT中間輥技術(shù)，消除了HC軋機輥間接觸壓力尖峰，解決了軋輥嚴重剝落損傷問題，提高了板形質(zhì)量和成材率。 能夠提供成套板形控制模型，包括過程控制級（L2）的板形設(shè)定控制模型和基礎(chǔ)自動化級（L1）的彎輥力前饋控制模型、凸度反饋控制模型、平坦度反饋控制模型、板形板厚解耦控制模型和軋后冷卻補償模型等，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)過程中高精度的板形自動控制。      以上研究成果在武鋼1700冷連軋、寶鋼2030冷連軋、武鋼1700熱連軋、鞍鋼1700熱連軋、鞍鋼2150熱連軋、濟鋼1700熱連軋、萊鋼1500熱連軋、日鋼1580熱連軋、武鋼2800中板等生產(chǎn)線取得了長期穩(wěn)定應用。 本項目適用于所有的新建和欲改造的板帶軋機包括熱軋機、冷軋機和中厚板軋機。同時，通過技術(shù)集成和轉(zhuǎn)移，可為軋鋼技術(shù)裝備國產(chǎn)化作出較大貢獻。 ◆經(jīng)濟效益及市場分析 經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在改善產(chǎn)品的板形質(zhì)量、提高軋機的生產(chǎn)率和成材率、降低生產(chǎn)成本等方面，同時，由于價格優(yōu)勢，可為企業(yè)降低投資成本，節(jié)省外匯。市場競爭的壓力對新建的和已有的板帶軋機的板形控制能力均提出了很高的要求，板形控制技術(shù)將成為這些軋機的必備技術(shù)。

項目簡介 本項目來源于工業(yè)生產(chǎn)實踐，用智能控制技術(shù)代替或結(jié)合傳統(tǒng)控制技術(shù)，實現(xiàn)操作自動化和過程的最優(yōu)控制。主要包括應用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)嚴格的同步要求，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的壓力調(diào)節(jié)器，利用專家智能系統(tǒng)提高操作自動化水平。本項目獲得冶金部科技進步二等獎。

“高速高精軋制控制技術(shù)攻關(guān)”屬國家“八五”技術(shù)攻關(guān)課題,解決某鋁加工廠1350mm中、精兩鋁箔軋制機組存在的影響高速高精軋制的控制技術(shù)問題。   該項目于1996年通過技術(shù)鑒定，1997年獲中國有色金屬工業(yè)總公司科技進步二等獎。主要技術(shù)創(chuàng)新點一是采用了新型全密封張力傳感器，實現(xiàn)張力直接閉環(huán)，提高了張力控制穩(wěn)定性和精度，克服了原德國產(chǎn)傳感器結(jié)構(gòu)不合理、使用壽命低（僅半年）、必須在線標定的缺點，不僅壽命長使用方便，而且價格僅為同類進口傳感器的1/10。精度誤差小于1/1000，能有效保證高速軋制時張力穩(wěn)定，板形良好，防止斷帶，提高厚度精度。第二個創(chuàng)新點是采用了兩級計算機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，改進控制策略，加強控制功能，提高了控制精度。該系統(tǒng)有以下特點： 采用模糊控制技術(shù)進行張力AGC控制。 采用智能化非線性變系數(shù)法，解決了直接張力控制投入時系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。 采用模糊卷徑記憶法，提高了卷徑計算精度。 采用最優(yōu)控制技術(shù)，實現(xiàn)了質(zhì)量最優(yōu)、面積最優(yōu)和重量最優(yōu)。 采用壓下和張力協(xié)調(diào)控制，提高了厚控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。 采用“雙重化改造作業(yè)法”，基本做到不停產(chǎn)改造調(diào)試，對生產(chǎn)的影響減至最小，提高經(jīng)濟效益。 采用“基于專家經(jīng)驗的工藝參數(shù)預設(shè)定和二次優(yōu)化設(shè)定”模型，提高了設(shè)定精度。

金屬制品是冶金工業(yè)中的重要一環(huán)，但在我國該行業(yè)卻是一個薄弱環(huán)節(jié)，機械、電氣設(shè)備陳舊，阻礙了行業(yè)的發(fā)展。該系統(tǒng)是以籠型異步電動機變頻調(diào)速代替發(fā)電機—電動機組，用一臺PC機實現(xiàn)拉拔品種設(shè)定、操作自動化、生產(chǎn)過程控制、實時閉環(huán)控制、自動計米等功能。系統(tǒng)動、靜態(tài)數(shù)字模型的建立及按專家系統(tǒng)研制的品種設(shè)定器為本項目最突出的創(chuàng)新點。 系統(tǒng)的技術(shù)先進，節(jié)能顯著。調(diào)速范圍在正常工作時為30:1；在5%的額定轉(zhuǎn)速時有1.5倍的額定轉(zhuǎn)矩；設(shè)備效率為90-95%；節(jié)電率為41%。自94年第一套投產(chǎn)以來，已有從三卷筒到八卷筒的五套電控系統(tǒng)投入運行，至今工作良好。 97年通過省級技術(shù)鑒定，評定為“國內(nèi)領(lǐng)先”水平，在無張力檢測的直進式拉絲機上應用變頻調(diào)速，實現(xiàn)反拉力恒定、秒流量相等的實時控制；應用專家系統(tǒng)研制的品種設(shè)定器及自行研制的急停裝置等屬國內(nèi)首創(chuàng)。獲寧夏自治區(qū)科技進步二等獎，北京市科技進步三等獎。

通過實驗研究發(fā)現(xiàn),提高上冷床時螺紋鋼表面的溫度可以使螺紋鋼表面生成連續(xù)、致密的氧化層，對提高螺絞鋼表面的抗銹濁性有重要的影響。

利用互聯(lián)網(wǎng)建立手機、電腦和農(nóng)業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的互聯(lián)互通，讓農(nóng) 民可以遠程查看溫室大棚的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照、二氧化碳濃度、 風口開關(guān)情況、卷簾情況等現(xiàn)場狀態(tài)，遠程調(diào)控現(xiàn)場設(shè)備的工作參數(shù)，遠程發(fā) 送控制指令，控制放風機、卷簾機、灌溉系統(tǒng)、補光燈等設(shè)備立即開始或者停 止工作。可以設(shè)置現(xiàn)場狀態(tài)警報閾值，溫度過低過高、意外停電等情況下手機 和電腦都可以及時收到警報提醒農(nóng)民及時處理。歷史數(shù)據(jù)持久保存，各種機械 和傳感器的歷史數(shù)據(jù)可以查看時間軸曲線分析，溫室大棚情況清晰掌握。 整套產(chǎn)品由現(xiàn)場工作機械（放風機、卷簾機等）、現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳感器（空氣 溫濕度、土壤溫濕度、光照、二氧化碳濃度等傳感器）、網(wǎng)絡中央控制器、遠 程控制核心平臺、手機前端 App、電腦前端軟件、前端網(wǎng)站、菓然蘚微信綜合平 臺組成，全自主知識產(chǎn)權(quán)，專利產(chǎn)品，放風機控制器和網(wǎng)絡中央控制器采用易 施工、穩(wěn)定性高的射頻無線傳輸，搭載自主研發(fā)的 Figbee 自組網(wǎng)協(xié)議，傳輸距 離遠、鏈接穩(wěn)定。數(shù)據(jù)傳輸采用自主研發(fā)的 FYY 壓縮算法，數(shù)據(jù)流量小，傳輸 速度快。當風口或者溫濕度等數(shù)據(jù)有異常發(fā)生時，現(xiàn)場設(shè)備和傳感器會及時推 送警報到互聯(lián)網(wǎng)，從而第一時間提醒農(nóng)民進行處理。本平臺對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù) 據(jù)進行持久留存，提供曲線、圖表分析，利用大數(shù)據(jù)分析為農(nóng)民提供生產(chǎn)指導， 建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)農(nóng)民社交互動平臺，促進農(nóng)民生產(chǎn)技術(shù)相互交流、學習。

科研領(lǐng)域及方向        熱能與動力工程 / 先進控制策略在熱工過程自動控制方面的應用研究項目概況    本項目主要針對眾多熱電聯(lián)產(chǎn)機組在實施自動控制時所存在的問題，采用先進的智能優(yōu)化控制理論，研究能較好地解決熱、電負荷優(yōu)化控制問題的先進控制系統(tǒng)，具體包括：熱電聯(lián)產(chǎn)機組熱電負荷協(xié)調(diào)優(yōu)化控制；鍋爐母管蒸汽壓力的優(yōu)化控制；機組主汽溫度的優(yōu)化控制等。主要特點 傳統(tǒng)控制和現(xiàn)代控制在提高熱工對象的控制品質(zhì)上已作了大量的努力，但對于一些復雜對象的控制效果仍欠佳。本項目對人工免疫系統(tǒng)這一新的智能理論進行了研究，并與傳統(tǒng)的PID控制、模糊控制、預測控制等方法相結(jié)合，將新的思想與傳統(tǒng)及成熟的控制理論有機結(jié)合，應用于解決實際復雜熱工過程的優(yōu)化控制，以期取得良好控制效果。技術(shù)指標     著眼于熱電廠母管制機組實現(xiàn)熱、電負荷整體優(yōu)化控制需要解決的的一些關(guān)鍵問題，針對現(xiàn)有控制系統(tǒng)的不足，研究更為有效的基于免疫算法、多Agent技術(shù)和預測控制方法等的智能優(yōu)化控制系統(tǒng)。市場前景本項目研究成果對改善中小電廠鍋爐燃燒自動控制的現(xiàn)狀，提高其鍋爐自動投入率和經(jīng)濟效益，以及節(jié)約能源都具有重要意義。此外，還將有力地促進人工免疫技術(shù)的發(fā)展及其在熱工過程控制中的應用，并為類似分布式復雜系統(tǒng)的控制提供借鑒。

本項目針對國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)安全事故頻發(fā)的嚴峻態(tài)勢，經(jīng)十余年研發(fā)應用，解決了硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和工程系統(tǒng)等三大系統(tǒng)性核心技術(shù)，成功研制保障控制系統(tǒng)全生命周期安全穩(wěn)定的高安全成套專用控制裝置及系統(tǒng)。在汽輪機、直流爐、電梯、環(huán)保等領(lǐng)域關(guān)鍵工業(yè)裝備推廣應用 13000 余套，技術(shù)經(jīng)濟指標達國際6先進水平，產(chǎn)品出口美、日、韓、俄等 32 個國家。獲授權(quán)發(fā)明專利 104 項，省部級科技進步一等獎 3 項。近三年新增銷售 111.15 億元，新增利潤 18.81 億元。

智能無人系統(tǒng)能自主的完成復雜任務，具有自主性、智能性、協(xié)同性等特征，覆蓋了智能機器人、智能無人機、無人駕駛、群體智能等領(lǐng)域，是人工智能的主要研究方向之一。賀威教授團隊長期致力于智能無人系統(tǒng)的控制理論與方法研究。本次申請吳文俊人工智能自然科學獎項的項目成果研究歷時六年，針對柔性無人系統(tǒng)的高精度控制、具有多約束條件的智能控制和不確定系統(tǒng)的自適應控制三個方面展開了深入地研究與探索，提出了智能無人系統(tǒng)基于偏微分方程的建模方法和邊界控制方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡的智能控制方法以及基于狀態(tài)和輸出反饋的自適應控制方法，推動了智能無人系統(tǒng)控制理論與方法的發(fā)展。本項目的20篇主要代表性論文均發(fā)表在IEEE匯刊及Automatica等本學科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入選ESI高被引論文。8篇代表性論文，SCI他引923次，全部入選ESI高被引論文，其中4篇SCI他引超100次，單篇最高SCI他引318次。

目針對收縮開裂這一長期困擾工程界而未能有效解決的國際難題，劉加平教授團隊創(chuàng)建了多因素耦合作用下收縮開裂風險量化評估方法，設(shè)計制備了核心關(guān)鍵材料，建立抗裂能力精準調(diào)控成套技術(shù)，實現(xiàn)了混凝土收縮開裂風險可計算、抗裂性能可設(shè)計、收縮開裂可控制。