1、浙江大学控制系第十二期 SRTP 教师立项评审汇总表序 号教师立项负责人姓名职 称 项 目 名 称 联系方法 项目内容简介 接纳学生要求项目要求参与学生姓名1 刘山 副研究员自主移动机械臂的协调控制87951894-804 工业机械臂是现代工业生产过程中的重要设备。当前工业生产要求紧随社会需求的变化，生产过程的柔性化越来越重要。在此背景下，传统工业机械臂被自主移动机械臂取代，以适应快速多变的生产任务，成为一种趋势。本项目中的自主移动机械臂是协作机器人实验室的一个重要设备，由 PowerBot移动车和Motoman工业机械臂组成。研究的内容是实现移动机械臂的协调控制，即编制一个软件，根据操作任务
2、要求，生成移动车和机械臂各自的运动轨迹，并在系统上实现上述任务。具体的任务包括：（1）根据 PowerBot移动车和 Motoman工业机械臂的实际参数，将移动机械臂的运动空间进行数学化描述。（2）给定移动机械臂末端的运动平面上的目标位姿、已知空间障碍点和未知空间障碍点，采用协作规划方法设计小车实时运动轨迹和机械臂目标轨迹。（3）编制设计一个软件，实现人机交互的移动机械臂运动轨迹规划，并将结果下载到伺服控制器执行。最终的结果是一个自主移动机械臂运动控制软件及相关的研究总结。如果成果优秀的话，可以整理成论文发表。2人，要求大三以上，具有熟练的 C+编程能力2 刘山 副研究员柔性机械臂的运动控制平
3、台柔性机械臂在航空航天领域具有重要的应用价值。本项目中的柔性机械臂是协作机器人实验室的一个重要设备，其不同于传统工业机械臂，具有难以建模，控制稳定性差的特点。本项目的研究内容是实现柔性机械臂的运动控制平台，即编制一个软件，具有友善的人机界面，能够接受操作人员和其它程序的命令要求，驱动柔性臂的各关节电机协同运动。具体的任务包括：（1）采用运动控制卡对柔性臂各关节电机进行协同控制。（2）采用输入输出卡实现各关节电机的位置、速度和力矩控制。（3）编制设计一个软件，实现人机交互的柔性臂运动控制平台软件。2人，要求大三以上，具有熟练的C+编程能力最终的结果是一个柔性机械臂的运动控制平台软件及相关的研究总
4、结。如果成果优秀的话，可以整理成论文发表。3 邵之江 教授 OPC服务器接口 OPC接口是过程控制领域的数据通讯标准。硬件设备或应用软件通过 OPC的服务器接口，能够以规范的方式将数据和信息发布给客户端程序，能够提供良好的互连性和互操作性。对先进控制软件和过程监控软件来说，OPC 服务器对于进一步的二次开发、数据分析、软件监控有重要的意义。本项目将针对先进控制软件和过程监控软件，遵循 OPC DA服务器标准，开发对象模块、界面模块和驱动程序模块，通过功能和性能测试形成相关的软件组件，能与 FRONTAPC和 ProcessX兼容。1- 2人 (自动化专业、竺可桢学院工科平台)4 赵豫红 副教授
5、过程运行数据挖掘与可视化0571-87953068 目前主流的过程控制系统(DCS)已经具备很强的数据采集、数据存储和报表功能。但在数据呈现方式、人机交互等方面一直缺乏表现力。尽管历史数据库和实时数据库中存在着大量数据，但由于缺乏直观、生动、形象的可视化技术，数据的关联分析、主从分析、因果分析变得高深莫测，在工业控制的实践中很难得到推广。本项目将结合在研国际合作项目，开发过程运行数据的可视化组件。将多维关键过程变量通过映射、压缩，呈现在一个参数化、抽象化的几何形体或图像上，形成简洁、直观的信息反馈。通过与 ProcessX监控系统的其它组件和功能结合，能有效实现对过程运行数据的实时监控和历史回
6、放，为数据挖掘和操作辅助系统提供有力支撑。4人(自动化专业、竺可桢学院工科平台)5 邵之江 教授 基于虚拟现实和机器学习的自动控制87953068 过程控制系统(DCS)中的人工操作是工业生产中非常重要的一种操作模式。尤其是面对复杂对象特性、特殊操作需求的时候，人工操作模式几乎是唯一的选择。相对与自动控制系统(无论是 PID还是先进控制算法)，往往有经验的操作工能够操作得更好。本项目将结合在研国家高技术产业化项目，开发一个人工操作系统的辅助系统。采用直观、形象的虚拟现实操作模式，对被控对象进行识别、理解、判断、比较、控制，综合产生实时反馈信号，直接作用到对象上。人工操作系统具有目标跟踪、评分功
7、能，辅助提高人工操作经验。在人工经验积累的基础上，进一步开发基于模糊规则的机器学习系统，能够充分学习人工操作经验，为复杂对象或复杂需求的控制系统设计开发提供新的技术手段。4人(自动化专业、竺可桢学院工科平台)6 陈曦 副教授DAE模型的可编程电路实现方法研究87951970-401 传统的微分-代数混合模型（DAE）的求解基本都是数值计算的方法，计算时间长，还可能会有数值稳定性问题。本项目拟通过可编程电路来实现对 DAE模型的模拟，包括微分环节、代数环节、逻辑转换环节等。2人，自动化专业，在数字电路、模拟电路及数学类课程上具有较好的学习基础。7 陈曦 副教授分布式自组织建模方法研究以高分子生
8、成过程为例，传统的建模方法是针对这个体系建立这个系统的机理模型，然后用计算机语言进行实现。本项目将研究分布式自组织的建模方法，从单个分子的角度去描述此过程，类似细菌繁殖等自然现象，使每一个小模型描述一个分子，并使其具有变化的能力。最后与传统建模方法进行比较，探讨此种建模方法的优劣。2人自动化专业，熟练掌握 C+编程或其它面向对象的编程语言8 王 慧、周立芳教授、副教授自动控制理论课程虚拟实验室研发13064717398 自动控制理论是自动化专业及相关专业最重要的一门专业基础课，其理论性很强，涉及如数学、物理、电路、信号与系统等多门基础课，但又与实际紧密相结合。本项目的目标是充分使用现代的信息技
9、术工具对课程进行深化与改造，建立课程的虚拟实验室，通过网络、动画、三维等计算机技术手段，实现从建模、系统的时域与频域分析，控制器设计等相关内容的网络化与可视化；同时通过建立一些典型物理对象的虚拟实验，使同学能加深对理论的理解，了解理论与实际的联系。通过项目的实施，可以对课程的体系与内容进行优化与整合。总之，项目完成以后能充分利用现代信息技术工具辅助教学，例如利用 Matlab提供的控制系统工具箱中已有的函数对控制系统进行分析和设计，由简至难，让学生全方位通过网络可以互动地进行学习与研究。自动化专业2 人郭首宇9 王海清 副教授轮胎检测设备管理软件开发87951442-810 成品轮胎检测设备
10、是高技术的机电一体化设备，是保障轮胎质量的重要技术手段。本项目将以某类轮胎检测设备（动平衡或不圆度等）为对象，开发智能的设备管理软件平台，实现设备的自我维护、设备自动生成检修计划，对自身情况进行跟踪。同时实行对设备的自动故障诊断，包括对采集到的异常数据进行分析，分析出可能故障点。学生在整个研究过程中面对的是多学科交叉的背景和富有实际意义的研究对象，通过理论与实践的结合，提高自己的研究和解决问题的综合能力。完成后部分成果可望以软件版权形式发表。1- 2 人熟悉一种windows 高级编程语言10 刘山 副研究员立体视觉实时跟踪系统立体视觉实时跟踪系统的目标是利用具有双 CCD的立体照相机对目标物
11、体进行实时拍摄，通过计算目标点在两幅图像中的位置偏移计算目标物体的距离，从而得到物体的实际位置；并结合精密云台的控制，实现锁定目标物的实时跟踪系统。具体的任务包括：（1）在仔细阅读 BumbleBee2立体照相机的说明资料的基础上，组装连接相机的相关硬件，安装系统自带的软件，进行软、硬件测试；并了解相机图2人要求大三以上，具有熟练的 C+编程能力像的格式信息，以及能够获得的相关信息。（2）掌握系统自带的 SDK开发包，设计一个试验，通过编制软件，直接利用立体相机的输出获得目标物的实际空间信息。（3）根据立体相机的左、右 CCD的图像，通过立体视觉算法计算目标点的实际位置，并将结果与立体相机的输
12、出结果进行比较。（4）结合精密云台的控制，根据目标点的位置变化，为使目标点一直处于相机的视野中心范围内，计算云台的转动角度，并编制软件锁定目标物的实时跟踪系统。最终的结果是一个立体视觉实时跟踪系统软件及相关的研究总结。如果成果优秀的话，可以整理成论文发表。11 刘泓 讲师 交通无线地磁传感器网络无线中继的研发15988155567 研究内容：1. 如何通过嵌入式系统及无线模块搭建 AP，实现其接收传感器节点所传送的信息的功能；无线 AP如何实现对无线地磁传感器的管理和控制，如何组建出合理的无线路由。2. AP内部如何实现对车辆检测信息处理的进一步算法，例如匹配前后两个节点的数据以判断同一车辆是
13、否通过该路段研究结果初步研制成无线地磁传感器网络中的 AP成品。实现由无线网络接入有线网络；完善 AP的内部算法，提高车辆检测的精度。李蜀宁、黄靖12 宋春跃 副教授金融危机下股市投资中的随机控制15857189809 随机控制问题越来越受到经济领域的关注和研究, 特别是经济全球化的今天. 本 SRTP试图把过程对象的控制理论和经济领域内的控制问题结合起来进行探索. 研究的对象是实物期权问题, 它是经济领域中目前比较热门的话题, 本SRTP选取个人或企业投资股市这样一个实际对象, 它是实物期权中的一个典型问题, 受多种不确定因素影响. 针对振荡的股市, 首先根据已有文献和能获得的股市数据建立股
14、票价格行为的随机过程模型, 然后应用随机最优控制方法对其进行优化, 希望达到最优投资, 以期投资方获得最好的收益2-3人13 李江 副教授井穴生物阻抗测量系统研究 13305717103 井穴是人体一类特殊而重要的穴位，分布在指,趾端的部位。生物电阻抗技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种检测技术。其原理是通过向检测对象送入一微小的交流测量电流或电压，检测相应的电阻抗及其变化的情况，获取相关的生理和病理的信息。这种技术或方法，具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点，医生和病人易于接受，具有广泛的应用前景。随着生物物理学检测
15、方法和电子技术的发展，许多学者开始利用生物电阻抗技术和生物物理学手段对穴位的电特性进行了研究。本研究通过搭建井穴生物阻抗测量系统，为研究井穴与疾病的关系设立平台。阻抗测量采用数据采集卡，编程可使用高级语言或者 labview等二次开发平台。14 李江 副教授腧穴生物阻抗多参数模型研究腧穴是人体脏腑经络气血输注于体表的部位。生物电阻抗技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种检测技术。其原理是通过向检测对象送入一微小的交流测量电流或电压，检测相应的电阻抗及其变化的情况，获取相关的生理和病理的信息。这种技术或方法，具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简
16、单和功能信息丰富等特点，医生和病人易于接受，具有广泛的应用前景。随着生物物理学检测方法和电子技术的发展，许多学者开始利用生物电阻抗技术和生物物理学手段对穴位的电特性进行了研究。本研究通过数据采集系统测量腧穴在不同电压、频率的信号下的响应，并利用 Matlab等工具分析研究建立腧穴的多参数模型，使之可以区分腧穴以及非穴位点。15 李江 副教授急症病人腧穴阻抗动态变化特征分析腧穴是人体脏腑经络气血输注于体表的部位。生物电阻抗技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种检测技术。其原理是通过向检测对象送入一微小的交流测量电流或电压，检测相应的电阻抗及其变化
17、的情况，获取相关的生理和病理的信息。这种技术或方法，具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点，医生和病人易于接受，具有广泛的应用前景。急症病人的某些腧穴阻抗会发生明显变化，随着疾病的好转又会恢复到原有状态。本研究通过数据采集系统测量急症病人的特定腧穴的阻抗，并利用 Matlab/SPSS等工具分析腧穴在疾病前后的动态变化规律16 周立芳 副教授绩效考评平台的设计与开发在现代的人力资源管理系统中,员工的定期绩效考评对于一个团队、部门或者企业的有效人员管理都是至关重要的，而一个适应于现代企业的、以数据库为核心的 Web方式绩效考评平台则将会是绩效考评系统的一个有利的工具。本项目
18、针对一个人员实时流动、多层管理、多方管理的企业，建立邮所有单项和大类指标组成的评价指标体系，确定各大类及单项评价指标的权重，结合定性和定量的分析方法，进行单项评价，最后根据现有的综合评价方法（如层次分析法、模糊评价法等）进行综合评价，开发出基于 Web方式的简单、高效、便捷的绩效考评系统，通过该绩效考评平台，建立管理员、考评人、被考人评人等的多级管理平台，管理人员可进行考评条目和考评关系设定等操作，考评人可对各自的考评对象进行考评，被考评人可填写个人业绩并查看本人考评结果，同时平台还可根据需要对考评结果进行归类整理，打印等。本项目的研究成果可辅助系统工程导论课程的教学。17 周立芳 副教授基于
19、聚类的非线性建模方法研究与软件开发87951071-421 非线性特性广泛存在于化工、炼油、石化、冶金、制浆造纸等过程工业的工程系统，在一定程度上限制了基于线性模型的先进控制方法的成功应用，采用多个线性模型来逼近非线性系统是目前此类问题的常用方法。聚类分析为多模型数据区间的划分提供了一个途径，聚类方法主要可以分为：划分方法、层次方法、基于密度的方法、基于网络的方法以及基于模型的方法，每种方法都有其优缺点。本项目采用上述方法对系统的输入输出数据进行划分，然后采用 PLS 进行建模，分析不同聚类方法的建模精度，开发出基于多种聚类方法的非线性建模软件。为基于线性模型的先进控制方法在非线性工业过程中的
20、应用打下良好的基础。4人18 赵均 副教授PID性能监控系统与软件开发87951970-402 PID控制器作为工业界应用最为广泛的一种控制器，在实际运行时难以达到设计的性能要求。据统计，在工业过程中有 60%左右的 PID控制器存在着性能缺陷。控制系统性能的降低除了要降低产品的质量、增加运行成本、减少设备使用时间外，还可能导致安全问题等，因此对控制器的性能评价很有必要。本课题研究拟融合最小方差评估准则、方差分析方法,首先在 Matlab环境下构建 PID控制器性能评估系统的仿真平台；然后编程实现一个适合工业应用的PID控制器性能分析、评估、诊断软件。本课题研发的性能评价系统可以对控制回路存在
21、的问题提出早期的识别和诊断，并实时地指导过程控制工程师和工艺操作人员针对控制性能的潜在问题采取各种应对措施。4人 赵振 苗加成胡梦静戴峥晖19 黄文君 教授 基于步进电机的X/Y移动平台的研制13805797376 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛的应用在各种自动化控制系统中。本项目的目的是基于步进电机来精确控制芯片下载器在 x/y平面上的位置和移动轨迹，对芯片实现自动下载。控制器（DSP）按照指令序列向步进电机输出脉冲信号。步进电机将脉冲信号转化为角位移或水平位移，控制下载器在 x、y 两个方向上移动。通过预设的控制器的指令和数据确定，决定了移动轨迹。通过基于步进电机的
22、 x/y移动平台能够极大的提升生产效率，提高作业自动化，降低劳动强度，有广泛的应用前景。电气、电子类相关专业20 王 慧刘 泓教授博士后基于 WebGIS的智能公交调度系统优先发展公共交通是解决城市交通的根本途径之一。设计合理公交智能调度系统，进行车辆发送和站点停靠等方面的 优 化计算，可以提高公交 车辆运行效率与经济效益，提升公交企 业的组织管理水平。随着 GIS 的应用普及以及开源，本项目的目的是基于 WebGIS，由易到 难地展开一系列公交智能 调度系统相关理论与技术的研究，提出 优化的性能指标，通过智能优化方法寻优，最后建立一个基于 WebGIS 的公交智能调度系统原型。自动化专业24 人对智能交通系统、地理信息系统 GIS、优化理论、计算机编程等有兴趣，有耐心，有恒心刘天博、张弛、赵聪
