“過程控制與信息技術中心”主要科研成果 ：

基于多傳感器的工業機器人智能抓取研究(湖北省教育廳基金）

主要對六自由度機器人的智能抓取進行研究和實現，最終目標是利用六自由度關節機器人自主完成傳送帶上異型工件的抓取作業。

基于FPGA技術的便攜式個人定位導航與監控系統(國家科技攻關項目）

“基于FPGA技術的便攜式個人定位導航與監控系統”是由本中心與武漢融智信息技術有限公司的合作項目，由信息科學與工程學院方康玲教授主持并完成。該系統采用模糊推理和反向神經網絡技術研制GPS/數字指南針個人組合導航定位系統，利用FPGA技術實現定位接收終端；采用模糊模式識別算法實現地圖匹配，設計基于優值域的GA算法實現電子地圖的局部分割

該項目于2007年4月10日通過湖北省科技廳鑒定驗收,鑒定專家委員會認為“基于FPGA的便攜式個人定位導航與監控系統”具有自主知識產權，該項目完成了國家科技攻關計劃引導項目任務書所要求的技術指標和經濟指標。

冶煉過程定氧加鋁自動控制系統優化研究與應用

“冶煉過程定氧加鋁自動控制系統優化研究與應用”項目是我校和武鋼二煉鋼廠的校企合作項目，由信息科學與工程學院方康玲教授主持并完成。本系統采用先進動態數據序列建模方法，針對定氧加鋁工藝中鋼包含氧量因工況等因素的不同，設計了定氧加鋁自動控制系統。本系統有效解決了目前煉鋼行業中定氧加鋁模型難以建立的問題，提高了鋼水的質量，節約鋁線，同時保證了生產節奏。成功的對煉鋼的定氧加鋁工藝建立了混合預測模型，實現定氧加鋁自動控制，于2004年應用于武鋼。

該項目于2007年4月3日通過湖北省科技廳的鑒定與驗收，鑒定委員會認為該成果解決了冶煉過程定氧加鋁工藝中氧含量和加鋁量難以精確測量和控制的難題，一致同意通過鑒定。

注塑機微機模糊控制及檢測系統

該系統采用兩級計算機組成，利用多變量模糊控制算法，實現對注塑機的全數字控制，設計合理，性能優越。同時，對液壓油溫、油面及過濾器實現了在線檢測，使液壓系統處于可觀測與可調整狀態。多變量模糊控制算法用于注塑機控制為國內首創，已成功用于引進的KM350/1650B型注塑機的改造，并獲江西省1997年科技進步三等獎。

焦化煤氣鼓冷控制系統（水城鋼鐵公司2001年投產，貴州省科技進步二等獎）

1．本系統由高壓電機供電部分和計算機控制系統組成。高壓電機供電部分包括高壓開關和變頻器；計算機控制系統包括基于PLC的兩級計算機系統、人機交互系統和現場總線通訊系統。

2．高壓變頻器系統系統采用可靠性較高的高低高變頻方案，實現鼓風機高壓電機的變頻調速，在保證吸力穩定的同時，達到了節能降耗的目的。

3．采用基于壓力偏差為依據的方法，進行集氣管壓力的模糊前饋解耦控制。將被控變量（壓力）的偏差作為模糊前饋解耦控制干擾源，在目前國內的焦爐集氣管壓力控制系統中，尚無先例。實際運行效果表明，該方法解耦效果好。

4．用Profibus現場總線實現西門子PLC和ABB變頻器的設備聯網，快捷可靠的解決了系統信號的傳輸問題。

5．設計了以基于閥門開度的變頻調節策略為核心的專家控制器，用于控制鼓風吸力，兼顧了節能與可靠運行兩方面的要求。

該項目的成功投產，實現了對兩座焦爐集氣管壓力自動調節的閉環控制功能，既滿足了煤氣量的自動調節需求，同時也使初冷器前吸力保持穩定。 由于減少了煤氣鼓風機出口閥門的節流調節，節能效果相當可觀。該項目取得了良好的經濟效益和社會效益，具有廣闊的推廣應用前景，為智能控制方法在焦化行業煤氣鼓風機上的應用提供了有益的經驗。獲2003年貴州省科技進步二等獎。2004年取得國家專利“一種煤氣鼓冷控制裝置”。（專利號：ZL03254758.7）

核子秤計算機配料系統參數優化研究與應用（武鋼集團焦化有限公司2002年投產，湖北省科技進步二等獎）

武鋼焦化公司共有26臺核子秤，原配料系統的瞬間流量平均誤差率達±10%，系統累積誤差達±4.5%，嚴重地影響了配煤精度。針對武鋼焦化公司核子秤配煤系統存在的問題, 我研究所綜合利用黃金分割算法與遺傳算法的優越性和先進性，提出了一種適合核子秤配料系統的間歇式在線參數優化方法，有效提高了核子秤配料系統的配料精度，大大降低了核子秤配料系統瞬態流量誤差和系統累積誤差；在PLC內實現了配料系統數學模型的辨識和配料控制參數的在線優化，提高了系統運行的快速性和可靠性，實現了配料系統監控軟件和遺傳優化算法的有機結合。利用具有全局尋優特性的遺傳算法，確定出PLC實現的黃金分割法的尋優范圍，從而保證了核子秤配料系統優化參數的全局性，進一步提高了核子秤配料系統的穩定性。項目投入運行兩年多來，運行情況良好，提高了配料精度，加快了系統的響應速度，滿足了配料系統對快速性與精確性的要求，取得了顯著的經濟效益，直接經濟效益超過兩千萬；減少了對自然環境的污染，取得了良好的社會效益。經過科技查新，國內外沒有核子秤配料系統參數優化的成熟技術可以借鑒，該項目技術處于國際先進水平。項目于2004年4月通過湖北省科技廳鑒定，鑒定結果為：國際先進；2004年10月獲湖北省科技進步二等獎。

加熱爐智能視覺布料監控系統( 武鋼集團大型廠2003年投產，2005年通過湖北省科技廳鑒定)

鋼壞在軋制前均需要經過加熱工序，加熱爐內鋼坯定位精度直接影響鋼材的質量與產量。目前國內外均采用間接定位方法，誤差大定位效果差，本系統是一種基于圖象處理的直接定位方法。

① 根據加熱爐內鋼坯的圖像信息進行定位控制，研制了一套加熱爐內鋼坯圖像定位裝置。這種方法依據是鋼坯在加熱爐內的空間位置，與輥道電機運動無關，與鋼坯在輥道上的位移也無關。

② 針對雙排布料特點，提出了一種圖像間距定位法。簡捷有效地解決了五六段輥鋼坯自動定位的設定值問題。

③ 由于加熱爐內，無固定成像光源，輻射及光譜特性變化較大，且無法附加補償光源，本項目采用了一種模糊自適應高斯背景模型，以適應復雜的光線變化情況。

④ 針對爐內環境的復雜性及鋼坯定位的快速性，提出了一種基于專家系統的運動檢 測窗口智能選擇算法，實現了運動窗口的準確可靠定位；并提出了一種基于鋼坯相對運動變化規律及灰度特征的端部定位算法，實現了爐內運動鋼坯的快速定位。

⑤ 將圖像信息檢測和加熱爐PLC控制有機地結合。在快速定位的基礎上，組成了以圖像信息為反饋值的閉環實時控制系統，對鋼坯位置進行微調，有效提高定位精度。

 該項目投產兩年以來，運行情況良好，顯著提高了鋼坯定位精度，提高了加熱爐的生產效率以及線材的產量。鋼坯定位合格率由原76%提高至96%以上；兩年來，新增線材產量28224噸。該項目實施后，減輕了操作人員的勞動強度，減少了事故發生率，降低了能耗，降低了設備的損耗，延長了爐齡。

本項目投產2年來，創造直接經濟效益總計為4133.864萬元，取得了顯著的經濟效益和良好的社會效益，具有廣闊的推廣前景。

國內外查新結果表明,本項目達到了國際先進水平。2004年8月，獲得國家專利"一種用于加熱爐內的鋼坯定位控制裝置"（專利號：ZL03254622.X）。2005年通過了湖北省科技廳鑒定，結論為“在加熱爐雙排布料定位控制應用方面達到國際先進水平”。

生產過程實時監測系統( 武鋼集團焦化有限公司99年投產)

武鋼焦化公司在95年建立了計算機網絡，但是，該網絡上運行的生產數據一直是由人工輸入，眾多的自動控制系統均未與計算機網絡通訊。1999年我研究所承擔該公司生產過程實時監測系統項目，完成了該公司各類集散控制系統與計算機網絡的通訊，現場數據直接進入網絡，實現對生產過程的實時監控、在線優化、診斷和管理。

熱鍍鋅爐計算機智能控制系統 (成都路環實業有限公司99年投產 )

該系統采用SIEMENS（西門子）公司的S7-300系統控制熱鍍鋅爐的燃燒過程，從而控制鋅鍋溫度恒定。使用一臺工業控制計算機與S7-300 PLC系統進行通訊。該系統采用模糊智能控制算法，在沖擊負載的工況下，仍能保持良好的溫度控制效果。成都路環實業有限公司99年投產以來一直運行良好，經濟效益顯著。 

罩式爐計算機群控系統(無錫梁溪冷軋薄板有限公司96年投產)

該群控系統采用專用退火過程控制儀對每臺罩式爐工作過程進行控制，使用一臺工業控制計算機與30臺專用退火過程控制儀通訊，從而對30臺罩式爐實現監控。系統設計思路新穎，設計合理，結構緊湊，投產以來運行情況良好。

推焦過程監測儀( 武鋼集團焦化有限公司99年投產)

我研究所研制的推焦過程監測儀，采用日本松下可編程控制器FP1作為主機，采集推焦過程中的推焦時間、平煤時間以及推焦電流，并實時顯示、傳輸到地面工作站，從而進入焦化廠的計算機網絡。1999年8月將6臺推焦過程監測儀成功地安裝在武鋼焦化廠的1至6號推焦車上。該設備設計合理，至今運行良好。2004年獲得國家專利"一種推焦過程監測裝置"（專利號：ZL03254759.5）。

線材廠加熱爐計算機控制系統(柳州鋼鐵公司97年7月投產)

加熱爐的燃料燃燒與溫度控制采用一臺GE-Fanuc 90-30 PLC 作為主控制器，采用工業控制計算機作為人機界面并進行燃料燃燒與溫度控制數學模型的運算，控制器與計算機之間用GE-Fanuc Genius 局域網連接。該系統采用模糊算法控制溫度，控制效果極佳。自投產以來，至今運行正常，為廠方取得良好的經濟效益，從而占領廣西線材市場做出了貢獻

定氧加鋁模型自動控制

本系統采用先進動態數據序列建模方法，針對定氧加鋁工藝中鋼包含氧量因工況等因素的不同，設計了定氧加鋁自動控制系統。本系統有效解決了目前煉鋼行業中定氧加鋁模型難以建立的問題，提高了鋼水的質量，節約鋁線，同時保證了生產節奏。成功的對煉鋼的定氧加鋁工藝建立了混合預測模型，實現定氧加鋁自動控制，于2004年應用于武鋼。