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智能無人系統(tǒng)能自主的完成復(fù)雜任務(wù)，具有自主性、智能性、協(xié)同性等特征，覆蓋了智能機(jī)器人、智能無人機(jī)、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(tuán)隊(duì)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(xué)獎項(xiàng)的項(xiàng)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(yīng)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(luò)的智能控制方法以及基于狀態(tài)和輸出反饋的自適應(yīng)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(xiàng)目的20篇主要代表性論文均發(fā)表在IEEE匯刊及Automatica等本學(xué)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。

與傳統(tǒng)中高速電機(jī)+減速器驅(qū)動相比，采用大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)電機(jī)省去復(fù)雜的減速齒輪，簡化了驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。為提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度，降低損耗，強(qiáng)化電機(jī)散熱，課題組在新型電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、損耗精確計(jì)算及高飽和磁密材料應(yīng)用等方面做了創(chuàng)新性研究工作。設(shè)計(jì)的55kW, 2500N·m級輪轂驅(qū)動電機(jī)在常規(guī)液冷散熱條件下體積轉(zhuǎn)矩密度達(dá)到180kNm/m3.為低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)了專用驅(qū)動器和控制器，搭建了低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)測試平臺，對電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩特性，過載能力進(jìn)行全面的測試。

極化控制是提升系統(tǒng)性能、集群化MIMO設(shè)計(jì)的核心，多功能調(diào)控管理一體化技術(shù)研究的深入，對于天線這個基本器件的需求在數(shù)量上和質(zhì)量上都有著持續(xù)不斷增長的需求，是提升系統(tǒng)性能的硬件核心。團(tuán)隊(duì)具有從設(shè)計(jì)理念到器件材質(zhì)選取/研發(fā)系列自主知識產(chǎn)權(quán)國家發(fā)明專利20多項(xiàng)，具有按合作方需求完成多種交叉應(yīng)用的按需新產(chǎn)品研發(fā)天線及相關(guān)產(chǎn)品能力，兼顧系統(tǒng)EMC集成化的設(shè)計(jì)，完成一體化智能化的高端裝備制作。 其中，應(yīng)用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多頻圓極化微帶天線已有不少研究成果，但一般存在帶寬窄、尺寸大、饋電復(fù)雜等不足。本項(xiàng)目可提供一種適用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有較寬頻帶、饋電簡單的雙頻雙圓極化微帶天線，主要采用了新縫隙引流技術(shù)來進(jìn)行極化控制。另外，MIMO 共極化多天線結(jié)構(gòu)需占據(jù)較大空間，使天線系統(tǒng)成本增大，且各支路的平均接收功率差異變大導(dǎo)致天線單元間的相關(guān)系數(shù)增大。極化分集技術(shù)是在同一單元上采取不同極化來發(fā)射或接收信號，不同極化方向上的多徑信號僅是部分相關(guān)的，因此，可以獲得極化分集增益，分集性能與空間分集相當(dāng)，并可以減少極化失配影響。本項(xiàng)目可提供一種結(jié)構(gòu)簡單、在工作頻帶內(nèi)端口間的隔離度大于25dB且主輻射方向交叉極化比大于20dB的雙極化天線，主要采用了H形縫隙結(jié)構(gòu)來進(jìn)行極化控制，可應(yīng)用于WLAN頻段的MIMO系統(tǒng)中。     極化的靈活控制對大規(guī)模MIMO天線體系是新發(fā)展方向、技術(shù)含量極高的產(chǎn)品。制作各類天線的材料小型化后用量有限，本身價格一般不超過成品售價十分之一，新設(shè)計(jì)理念可大大提升系統(tǒng)效率，獲取更高的天線特性。從投資的角度，天線批量制作工藝要求并不復(fù)雜，采用常規(guī)具有一定精度的機(jī)械加工設(shè)備或者高穩(wěn)定度的PCB制版設(shè)備就可以完成平面小型化天線，設(shè)備壽命較長，在高科技設(shè)計(jì)技術(shù)的保障下操作調(diào)控也很方便。扣除產(chǎn)品的后期包裝和推廣成本，利潤極高，需求量大，保守估計(jì)各種類別的天線年產(chǎn)值都會在數(shù)千萬以上，前端創(chuàng)新的可以有數(shù)億，屬于低投入高回報(bào)的產(chǎn)業(yè)，核心點(diǎn)在于極化控制及分布設(shè)計(jì)。 項(xiàng)目投資額視合作關(guān)系而定，一般前期投入每個特需專項(xiàng)前期 100~150萬人民幣，后期追加及提成  (不包括廠房等投入)。

智能無人系統(tǒng)能自主的完成復(fù)雜任務(wù)，具有自主性、智能性、協(xié)同性等特征，覆蓋了智能機(jī)器人、智能無人機(jī)、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(tuán)隊(duì)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(xué)獎項(xiàng)的項(xiàng)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(yīng)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(luò)的智能控制方法以及基于狀態(tài)和輸出反饋的自適應(yīng)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(xiàng)目的20篇主要代表性論文均發(fā)表在IEEE匯刊及Automatica等本學(xué)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。

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         針對船舶機(jī)械設(shè)備減振降噪需求，提出了結(jié)構(gòu)振動信息作為性能指標(biāo)的主動減振控制策略。解決了船舶復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下，主動減振技術(shù)“減振不一定降噪”的難題。攻克超低頻、高出力密度主動減振系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析方法和設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了系列化的電磁式作動器和主被動復(fù)合減振器，應(yīng)用于船舶主機(jī)、輔機(jī)和管路系統(tǒng)振動抑制。突破了現(xiàn)有主動執(zhí)行機(jī)構(gòu)低頻作動能力的瓶頸，發(fā)明了準(zhǔn)零剛度作動器，有效覆蓋國外探測技術(shù)的頻率下限，解決了新一代船舶對超低頻線譜振動和水下輻射噪聲控制的迫切需求。提出了穩(wěn)定性高、收斂速度快、擴(kuò)展性強(qiáng)的主動減振核心控制算法并形成工程應(yīng)用軟件。突破了參考輸入線譜增強(qiáng)、多頻振動均衡控制、控制輸出飽和抑制等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，解決了主動減振技術(shù)實(shí)船應(yīng)用的穩(wěn)、快、準(zhǔn)的難題。研發(fā)了首套兼具工作過程自監(jiān)測、運(yùn)行故障自診斷、控制效果自評估功能的集成化、模塊化主動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了主動減振系統(tǒng)100%國產(chǎn)化。解決了船舶機(jī)械設(shè)備主動減振系統(tǒng)關(guān)鍵部件自主可控難題。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：船舶機(jī)械設(shè)備減振降噪

本發(fā)明公開了一種工業(yè)控制系統(tǒng)的功能安全與信息安全實(shí)時協(xié)調(diào)控制方法，首先建立系統(tǒng)模型，包括工業(yè)控制系統(tǒng)功能支撐模型、安全相關(guān)任務(wù)與功能間映射關(guān)系模型、安全相關(guān)任務(wù)評價模型；然后分析獲取就緒的功能安全任務(wù)與信息安全任務(wù)之間可能存在的沖突或矛盾；按照預(yù)設(shè)的沖突協(xié)調(diào)規(guī)則獲取無沖突安全相關(guān)任務(wù)集；根據(jù)系統(tǒng)功能性任務(wù)集和無沖突安全相關(guān)任務(wù)集，確定全局任務(wù)集；基于全局任務(wù)集構(gòu)建基于 DAG 的任務(wù)圖；并將風(fēng)險(xiǎn)作為約束條件、將全局任

一種直流電網(wǎng)用的具備直流潮流控制與直流短路控制的復(fù)合裝置及其控制方法，復(fù)合控制裝置包括：潮流控制裝置，其包括一對耦合電感、四個開關(guān)管、四個二極管和兩個電容；短路控制裝置，其包括兩個高壓快速機(jī)械開關(guān)、三個避雷器和三個開關(guān)管。所述第一電容作為第一可調(diào)電壓源串聯(lián)在第一條輸電線路中，第二電容作為第二可調(diào)電壓源串聯(lián)在第二條輸電線路中，用于潮流控制；快速機(jī)械開關(guān)

數(shù)字化控制（NC）是當(dāng)今機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展的主流，是電力電子技術(shù)與運(yùn)動控制學(xué)科中的一項(xiàng)重要技術(shù)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種基于ARM?微控制器和uC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的萬能材料試驗(yàn)機(jī)測控系統(tǒng)軟硬件開發(fā)方案。關(guān)鍵技術(shù)：伺服控制系統(tǒng)需滿足其控制精度的要求，因此對AD轉(zhuǎn)換精度，位移監(jiān)測精度上都有較高要求，同時實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)控制；借助于實(shí)時操作系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的實(shí)時性。關(guān)鍵技術(shù)路線：根據(jù)市場需求確定系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能，將功能模塊化，之后根據(jù)功能結(jié)構(gòu)劃分硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)難點(diǎn)的分析，硬件電路制作，軟件編寫，上機(jī)調(diào)試，再根據(jù)調(diào)試結(jié)果對硬件電路以及軟件部分進(jìn)行必要的改進(jìn)。本系統(tǒng)所選控制器保持了強(qiáng)大了外設(shè)和快速中斷處理能力，處理器采用Philips公司的LPC2214（ARM?）。LPC2214是一種基于支持實(shí)時仿真和跟蹤的16/32位ARM?TDMI-STMCPU的微控制器，帶有256KB嵌入的高速Flash存儲器和16KB的RAM。128位寬度的存儲器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運(yùn)行。因此能方便的設(shè)計(jì)出高性能的控制系統(tǒng)，使得開發(fā)周期短，成本低，體積小。對系統(tǒng)而言不僅簡化電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，同時使得系統(tǒng)具有抗干擾強(qiáng)，可靠性高的特點(diǎn)。

簡易型手動臥式拉力機(jī)，控制器選用ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精簡指令集高速8位AVR單片機(jī)。它可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域，一般分為 ATtiny系列、AT90S系列、ATmega系列，產(chǎn)品類型多。與其他類型單片機(jī)相比，具有指令執(zhí)行速度快，在線編程技術(shù)ISP，并可對其反復(fù)擦寫?萬次以上等；與此同時，支持 AVR開發(fā)軟件多，操作方便性價比高，在機(jī)電系統(tǒng)控制應(yīng)用中有很廣泛的前景。關(guān)鍵技術(shù)：I?C通信與AD轉(zhuǎn)換精度，系統(tǒng)通過C8051F350采集力傳感器的電壓信號，通過其內(nèi)部自帶的??位AD轉(zhuǎn)換模塊將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送給AVR控制芯片；如何更好的保證AD轉(zhuǎn)換的精度要求系統(tǒng)對力值采集的硬件電路部分有合理的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵技術(shù)路線：根據(jù)市場需求確定系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能，將功能模塊化，之后根據(jù)功能結(jié)構(gòu)劃分硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)難點(diǎn)的分析，硬件電路制作，軟件編寫，上機(jī)調(diào)試，再根據(jù)調(diào)試結(jié)果對硬件電路以及軟件部分進(jìn)行必要的改進(jìn)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)周期短，成本低，體積小，抗干擾強(qiáng)，可靠性高的特點(diǎn)同時又能滿足一定的精度要求。

快速，實(shí)時性強(qiáng)，可靠性高已成為現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng)的主要研究對象，其主要依賴于數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展，因而數(shù)字化控制（NC）是當(dāng)今機(jī)電控制技術(shù)發(fā)展的主流，是電力電子技術(shù)與運(yùn)動控制學(xué)科中的一項(xiàng)重要技術(shù)，而DSP已成為這項(xiàng)技術(shù)的核心。DSP芯片，也稱為數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。TMS320系列是DSP大家族中的一個分支，其中包括：定點(diǎn)、浮點(diǎn)、多處理器DSP和定點(diǎn)DSP控制器。TMS320系列DSP的體系結(jié)構(gòu)專為實(shí)時信號處理而設(shè)計(jì)，該系列DSP控制器將實(shí)時處理能力和控制器外設(shè)功能集于一身，具有快速、復(fù)雜和靈活的中斷處理，豐富的數(shù)字和模擬外設(shè)，電源管理等功能，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案，以伺服沖床控制系統(tǒng)為例。本系統(tǒng)將借助于RCP設(shè)計(jì)理念解決控制器設(shè)計(jì)的瓶頸問題（如圖a/b所示），它將控制算法設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)集成在一起，使設(shè)計(jì)人員在實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)之前，直接可以看到仿真結(jié)果，并通過快速迭代對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改以達(dá)到所要求的最佳控制效果。并且RCP設(shè)計(jì)方法具有代碼的自動轉(zhuǎn)換功能，設(shè)計(jì)者只需要根據(jù)所用的控制理論在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中設(shè)計(jì)好控制模塊框圖，選擇好編譯器，就可以直接把控制模塊自動的轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的源代碼，移植到DSP中。因此RCP設(shè)計(jì)方法可以大大的縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低成本，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵技術(shù)路線：根據(jù)市場需求確定系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能，將功能模塊化，之后根據(jù)功能結(jié)構(gòu)劃分硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)難點(diǎn)的分析，硬件電路制作，軟件編寫，上機(jī)調(diào)試，再根據(jù)調(diào)試結(jié)果對硬件電路以及軟件部分進(jìn)行必要的改進(jìn)。本系統(tǒng)所選控制器保持了強(qiáng)大了外設(shè)和快速中斷處理能力，同時融合了先進(jìn)的高速數(shù)字信號處理功能，并借助于RCP的設(shè)計(jì)理念，因此能方便的設(shè)計(jì)出高性能的控制系統(tǒng)，使得開發(fā)周期短，成本低，體積小。對系統(tǒng)而言不僅簡化電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，同時使得系統(tǒng)具有抗干擾強(qiáng)，可靠性高的特點(diǎn)。