“过程控制与信息技术中心”主要科研成果 ：

基于多传感器的工业机器人智能抓取研究(湖北省教育厅基金）

主要对六自由度机器人的智能抓取进行研究和实现，最终目标是利用六自由度关节机器人自主完成传送带上异型工件的抓取作业。

基于FPGA技术的便携式个人定位导航与监控系统(国家科技攻关项目）

“基于FPGA技术的便携式个人定位导航与监控系统”是由本中心与武汉融智信息技术有限公司的合作项目，由信息科学与工程学院方康玲教授主持并完成。该系统采用模糊推理和反向神经网络技术研制GPS/数字指南针个人组合导航定位系统，利用FPGA技术实现定位接收终端；采用模糊模式识别算法实现地图匹配，设计基于优值域的GA算法实现电子地图的局部分割

该项目于2007年4月10日通过湖北省科技厅鉴定验收,鉴定专家委员会认为“基于FPGA的便携式个人定位导航与监控系统”具有自主知识产权，该项目完成了国家科技攻关计划引导项目任务书所要求的技术指标和经济指标。

冶炼过程定氧加铝自动控制系统优化研究与应用

“冶炼过程定氧加铝自动控制系统优化研究与应用”项目是我校和武钢二炼钢厂的校企合作项目，由信息科学与工程学院方康玲教授主持并完成。本系统采用先进动态数据序列建模方法，针对定氧加铝工艺中钢包含氧量因工况等因素的不同，设计了定氧加铝自动控制系统。本系统有效解决了目前炼钢行业中定氧加铝模型难以建立的问题，提高了钢水的质量，节约铝线，同时保证了生产节奏。成功的对炼钢的定氧加铝工艺建立了混合预测模型，实现定氧加铝自动控制，于2004年应用于武钢。

该项目于2007年4月3日通过湖北省科技厅的鉴定与验收，鉴定委员会认为该成果解决了冶炼过程定氧加铝工艺中氧含量和加铝量难以精确测量和控制的难题，一致同意通过鉴定。

注塑机微机模糊控制及检测系统

该系统采用两级计算机组成，利用多变量模糊控制算法，实现对注塑机的全数字控制，设计合理，性能优越。同时，对液压油温、油面及过滤器实现了在线检测，使液压系统处于可观测与可调整状态。多变量模糊控制算法用于注塑机控制为国内首创，已成功用于引进的KM350/1650B型注塑机的改造，并获江西省1997年科技进步三等奖。

焦化煤气鼓冷控制系统（水城钢铁公司2001年投产，贵州省科技进步二等奖）

1．本系统由高压电机供电部分和计算机控制系统组成。高压电机供电部分包括高压开关和变频器；计算机控制系统包括基于PLC的两级计算机系统、人机交互系统和现场总线通讯系统。

2．高压变频器系统系统采用可靠性较高的高低高变频方案，实现鼓风机高压电机的变频调速，在保证吸力稳定的同时，达到了节能降耗的目的。

3．采用基于压力偏差为依据的方法，进行集气管压力的模糊前馈解耦控制。将被控变量（压力）的偏差作为模糊前馈解耦控制干扰源，在目前国内的焦炉集气管压力控制系统中，尚无先例。实际运行效果表明，该方法解耦效果好。

4．用Profibus现场总线实现西门子PLC和ABB变频器的设备联网，快捷可靠的解决了系统信号的传输问题。

5．设计了以基于阀门开度的变频调节策略为核心的专家控制器，用于控制鼓风吸力，兼顾了节能与可靠运行两方面的要求。

该项目的成功投产，实现了对两座焦炉集气管压力自动调节的闭环控制功能，既满足了煤气量的自动调节需求，同时也使初冷器前吸力保持稳定。 由于减少了煤气鼓风机出口阀门的节流调节，节能效果相当可观。该项目取得了良好的经济效益和社会效益，具有广阔的推广应用前景，为智能控制方法在焦化行业煤气鼓风机上的应用提供了有益的经验。获2003年贵州省科技进步二等奖。2004年取得国家专利“一种煤气鼓冷控制装置”。（专利号：ZL03254758.7）

核子秤计算机配料系统参数优化研究与应用（武钢集团焦化有限公司2002年投产，湖北省科技进步二等奖）

武钢焦化公司共有26台核子秤，原配料系统的瞬间流量平均误差率达±10%，系统累积误差达±4.5%，严重地影响了配煤精度。针对武钢焦化公司核子秤配煤系统存在的问题, 我研究所综合利用黄金分割算法与遗传算法的优越性和先进性，提出了一种适合核子秤配料系统的间歇式在线参数优化方法，有效提高了核子秤配料系统的配料精度，大大降低了核子秤配料系统瞬态流量误差和系统累积误差；在PLC内实现了配料系统数学模型的辨识和配料控制参数的在线优化，提高了系统运行的快速性和可靠性，实现了配料系统监控软件和遗传优化算法的有机结合。利用具有全局寻优特性的遗传算法，确定出PLC实现的黄金分割法的寻优范围，从而保证了核子秤配料系统优化参数的全局性，进一步提高了核子秤配料系统的稳定性。项目投入运行两年多来，运行情况良好，提高了配料精度，加快了系统的响应速度，满足了配料系统对快速性与精确性的要求，取得了显著的经济效益，直接经济效益超过两千万；减少了对自然环境的污染，取得了良好的社会效益。经过科技查新，国内外没有核子秤配料系统参数优化的成熟技术可以借鉴，该项目技术处于国际先进水平。项目于2004年4月通过湖北省科技厅鉴定，鉴定结果为：国际先进；2004年10月获湖北省科技进步二等奖。

加热炉智能视觉布料监控系统( 武钢集团大型厂2003年投产，2005年通过湖北省科技厅鉴定)

钢坏在轧制前均需要经过加热工序，加热炉内钢坯定位精度直接影响钢材的质量与产量。目前国内外均采用间接定位方法，误差大定位效果差，本系统是一种基于图象处理的直接定位方法。

① 根据加热炉内钢坯的图像信息进行定位控制，研制了一套加热炉内钢坯图像定位装置。这种方法依据是钢坯在加热炉内的空间位置，与辊道电机运动无关，与钢坯在辊道上的位移也无关。

② 针对双排布料特点，提出了一种图像间距定位法。简捷有效地解决了五六段辊钢坯自动定位的设定值问题。

③ 由于加热炉内，无固定成像光源，辐射及光谱特性变化较大，且无法附加补偿光源，本项目采用了一种模糊自适应高斯背景模型，以适应复杂的光线变化情况。

④ 针对炉内环境的复杂性及钢坯定位的快速性，提出了一种基于专家系统的运动检 测窗口智能选择算法，实现了运动窗口的准确可靠定位；并提出了一种基于钢坯相对运动变化规律及灰度特征的端部定位算法，实现了炉内运动钢坯的快速定位。

⑤ 将图像信息检测和加热炉PLC控制有机地结合。在快速定位的基础上，组成了以图像信息为反馈值的闭环实时控制系统，对钢坯位置进行微调，有效提高定位精度。

 该项目投产两年以来，运行情况良好，显著提高了钢坯定位精度，提高了加热炉的生产效率以及线材的产量。钢坯定位合格率由原76%提高至96%以上；两年来，新增线材产量28224吨。该项目实施后，减轻了操作人员的劳动强度，减少了事故发生率，降低了能耗，降低了设备的损耗，延长了炉龄。

本项目投产2年来，创造直接经济效益总计为4133.864万元，取得了显著的经济效益和良好的社会效益，具有广阔的推广前景。

国内外查新结果表明,本项目达到了国际先进水平。2004年8月，获得国家专利"一种用于加热炉内的钢坯定位控制装置"（专利号：ZL03254622.X）。2005年通过了湖北省科技厅鉴定，结论为“在加热炉双排布料定位控制应用方面达到国际先进水平”。

生产过程实时监测系统( 武钢集团焦化有限公司99年投产)

武钢焦化公司在95年建立了计算机网络，但是，该网络上运行的生产数据一直是由人工输入，众多的自动控制系统均未与计算机网络通讯。1999年我研究所承担该公司生产过程实时监测系统项目，完成了该公司各类集散控制系统与计算机网络的通讯，现场数据直接进入网络，实现对生产过程的实时监控、在线优化、诊断和管理。

热镀锌炉计算机智能控制系统 (成都路环实业有限公司99年投产 )

该系统采用SIEMENS（西门子）公司的S7-300系统控制热镀锌炉的燃烧过程，从而控制锌锅温度恒定。使用一台工业控制计算机与S7-300 PLC系统进行通讯。该系统采用模糊智能控制算法，在冲击负载的工况下，仍能保持良好的温度控制效果。成都路环实业有限公司99年投产以来一直运行良好，经济效益显著。 

罩式炉计算机群控系统(无锡梁溪冷轧薄板有限公司96年投产)

该群控系统采用专用退火过程控制仪对每台罩式炉工作过程进行控制，使用一台工业控制计算机与30台专用退火过程控制仪通讯，从而对30台罩式炉实现监控。系统设计思路新颖，设计合理，结构紧凑，投产以来运行情况良好。

推焦过程监测仪( 武钢集团焦化有限公司99年投产)

我研究所研制的推焦过程监测仪，采用日本松下可编程控制器FP1作为主机，采集推焦过程中的推焦时间、平煤时间以及推焦电流，并实时显示、传输到地面工作站，从而进入焦化厂的计算机网络。1999年8月将6台推焦过程监测仪成功地安装在武钢焦化厂的1至6号推焦车上。该设备设计合理，至今运行良好。2004年获得国家专利"一种推焦过程监测装置"（专利号：ZL03254759.5）。

线材厂加热炉计算机控制系统(柳州钢铁公司97年7月投产)

加热炉的燃料燃烧与温度控制采用一台GE-Fanuc 90-30 PLC 作为主控制器，采用工业控制计算机作为人机界面并进行燃料燃烧与温度控制数学模型的运算，控制器与计算机之间用GE-Fanuc Genius 局域网连接。该系统采用模糊算法控制温度，控制效果极佳。自投产以来，至今运行正常，为厂方取得良好的经济效益，从而占领广西线材市场做出了贡献

定氧加铝模型自动控制

本系统采用先进动态数据序列建模方法，针对定氧加铝工艺中钢包含氧量因工况等因素的不同，设计了定氧加铝自动控制系统。本系统有效解决了目前炼钢行业中定氧加铝模型难以建立的问题，提高了钢水的质量，节约铝线，同时保证了生产节奏。成功的对炼钢的定氧加铝工艺建立了混合预测模型，实现定氧加铝自动控制，于2004年应用于武钢。