中國自動化技術發(fā)展報告

第1章綜述 1
1.1自動化技術在各行業(yè)的發(fā)展狀況 1
1.1.1冶金自動化 1
1.1.2化工自動化 2
1.1.3能源自動化 3
1.1.4工業(yè)控制網絡 4
1.1.5人機交互自動化 6
1.1.6數控機床自動化 7
1.1.7機器人 7
1.1.8車輛自動駕駛及控制 8
1.1.9列車運行控制及自動駕駛 9
1.1.10航天航空自動化 10
1.1.11陸用裝備自動化 11
1.2報告研究內容及結構安排 12
第2章冶金自動化 13
2.1冶金自動化背景介紹 13
2.1.1冶金行業(yè)概況 13
2.1.2冶金自動化概況 14
2.2冶金自動化國內外現狀 15
2.2.1礦物處理過程自動化技術國內外現狀 15
2.2.2鋼鐵冶金過程自動化技術國內外現狀 16
2.2.3有色冶金過程自動化技術國內外現狀 18
2.3冶金自動化技術與方法 19
2.3.1參數檢測與關鍵工藝參數的軟測量 19
2.3.2過程控制技術 22
2.3.3運行優(yōu)化技術 29
2.3.4計劃調度 33
2.3.5一體化控制技術 39
2.4應用效果 45
2.4.1選礦自動化應用效果 45
2.4.2鋼鐵自動化應用效果 45
2.4.3有色冶金自動化應用效果 46
2.5發(fā)展建議 46
2.5.1技術發(fā)展建議 46
2.5.2人才培養(yǎng)發(fā)展建議 47
2.5.3政策發(fā)展建議 47
參考文獻 47
第3章化工自動化 50
3.1背景介紹 50
3.2國內外現狀 51
3.2.1乙烯流程自動化系統(tǒng)的國內外現狀 52
3.2.2汽油管道調和控制優(yōu)化系統(tǒng)的國內外現狀 54
3.2.3聚烯烴過程控制優(yōu)化系統(tǒng)的國內外現狀 55
3.2.4化工過程報警優(yōu)化管理與安全應急演練 56
3.3新技術和新方法 57
3.3.1乙烯流程自動化技術新方法 58
3.3.2煉油流程汽油調和自動化新技術 63
3.3.3聚烯烴流程自動化系統(tǒng)新技術 69
3.3.4報警優(yōu)化管理與企業(yè)安全應急救援演練技術 73
3.4應用情況 75
3.4.1乙烯流程先控與優(yōu)化技術的應用情況 75
3.4.2汽油管道調和控制優(yōu)化技術的應用情況 76
3.4.3聚乙烯聚合過程優(yōu)化技術的應用情況 78
3.4.4企業(yè)生產安全應急救援演練的應用情況 78
3.5發(fā)展建議 79
參考文獻 79
第4章能源自動化 82
4.1背景介紹 82
4.1.1我國的能源系統(tǒng) 82
4.1.2能源控制系統(tǒng)的背景 83
4.2國內外現狀 91
4.2.1能源系統(tǒng)的國內外研究現狀 91
4.2.2能源控制技術的國內外現狀 92
4.3新技術和新方法 103
4.3.1信息物理融合能源系統(tǒng) 103
4.3.2火力電站建模及優(yōu)化控制技術 106
4.3.3水力發(fā)電核心控制技術 125
4.3.4風力發(fā)電核心控制技術 127
4.3.5光伏發(fā)電核心控制技術 130
4.3.6核電廠關鍵控制技術 132
4.4能源自動化技術的應用 135
4.4.1能源系統(tǒng)優(yōu)化技術的應用 135
4.4.2火電廠燃煤熱值在線辨識技術的典型應用（煤質在線監(jiān)測） 137
4.4.3智能（數字）化電廠的建設與智慧電廠的未來 138
4.4.4水電廠計算機實時監(jiān)控系統(tǒng)H9000 的典型應用 143
4.4.5風力發(fā)電Deif 主控系統(tǒng)的典型應用 144
4.4.6遠景“阿波羅”光伏云平臺技術的典型應用 144
4.4.7非能動型壓水堆核電技術AP1000 的典型應用 145
4.4.8企業(yè)多能源系統(tǒng)的需求控制與優(yōu)化 146
4.4.9風電場信息物理融合能源系統(tǒng)信息構建方案 148
參考文獻 150
第5章工業(yè)控制網絡 154
5.1工業(yè)控制網絡研究現狀與趨勢 154
5.1.1工業(yè)控制網絡背景 154
5.1.2多總線設備集成方法研究現狀 155
5.1.3程序開發(fā)與編譯方法研究現狀 160
5.2多種網絡設備統(tǒng)一管理技術 162
5.2.1概述 162
5.2.2基本原理 162
5.2.3設備描述的主要內容與實現 164
5.2.4變量描述的實現 169
5.2.5基于描述的設備操作與管理 170
5.3控制網絡統(tǒng)一編程方法 173
5.3.1概述 173
5.3.2控制程序建模 173
5.3.3并行任務提取 178
5.3.4并行任務的分配 181
5.4編程開發(fā)平臺軟件 183
5.4.1軟件功能結構 183
5.4.2平臺軟件程序實現 185
5.5工程應用案例 191
5.5.1系統(tǒng)結構 191
5.5.2應用程序開發(fā) 193
5.5.3設備管理與變量管理 194
5.6發(fā)展建議 195
參考文獻 196
第6章人機交互與自動化 197
6.1人機交互自動化背景介紹 197
6.1.1人機交互與自動化的關系 197
6.1.2戰(zhàn)略意義 198
6.1.3問題與挑戰(zhàn) 198
6.2人機交互自動化技術國內外現狀 200
6.2.1國際研究現狀 200
6.2.2國內研究現狀 201
6.2.3發(fā)展需求 202
6.2.4現有技術和解決方案的不足 203
6.3技術與方法 204
6.3.1技術體系 204
6.3.2關鍵技術 204
6.3.3核心器件與系統(tǒng) 209
6.4應用 209
6.4.1智能穿戴 210
6.4.2智能家居 210
6.4.3智慧醫(yī)療 210
6.4.4移動辦公 210
6.4.5智能汽車 210
6.4.6智能機器人 210
6.4.7數字文化 211
6.4.8輿情分析 211
6.5發(fā)展建議 211
6.5.1技術發(fā)展建議 211
6.5.2人才培養(yǎng)建議 212
6.5.3政策發(fā)展建議 212
參考文獻 213
第7章數控機床自動化 214
7.1數控系統(tǒng)背景介紹 214
7.1.1我國數控技術的現狀 214
7.1.2數控系統(tǒng)典型特征描述 214
7.1.3數控系統(tǒng)行業(yè)狀況 216
7.2數控系統(tǒng)國內外現狀 218
7.2.1數控系統(tǒng)國外現狀 218
7.2.2數控系統(tǒng)國內現狀 219
7.2.3插補技術國內現狀 220
7.2.4現場總線技術 222
7.3數控系統(tǒng)新技術與新方法 223
7.3.1概述 223
7.3.2實時平臺 224
7.3.3人機接口 225
7.3.4工藝解釋 225
7.3.5加工過程控制 226
7.3.6具體應用技術 227
7.4應用情況 228
7.4.1中科院沈陽計算所、沈陽高精數控、沈陽機床集團聯合實施的“國產數控機床應用國產數控系統(tǒng)示范工程” 229
7.4.2魯南機床與華中數控實施的應用示范工程 229
7.4.3通過“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家重大課題專項推動技術應用230
7.5數控系統(tǒng)發(fā)展建議 231
參考文獻 234
第8章機器人 236
8.1背景介紹 236
8.1.1概述 236
8.1.2典型特征描述 236
8.1.3分類情況和行業(yè)應用概況 237
8.2國內外現狀和發(fā)展趨勢 239
8.2.1國外機器人發(fā)展態(tài)勢 239
8.2.2工業(yè)機器人現狀 239
8.2.3特種機器人現狀 244
8.2.4服務機器人現狀 253
8.3新技術和新方法 257
8.3.1工業(yè)機器人的新技術和新方法 257
8.3.2特種機器人的新技術和新方法 259
8.3.3服務機器人的新技術和新方法 263
8.4應用情況 264
8.4.1工業(yè)機器人的應用 264
8.4.2特種機器人的應用 266
8.4.3服務機器人的應用 270
8.5發(fā)展建議 272
8.5.1技術發(fā)展建議 272
8.5.2人才培養(yǎng)建議 273
8.5.3政策制定建議 273
參考文獻 273
第9章車輛自動駕駛及控制 282
9.1汽車電控系統(tǒng)技術背景介紹 282
9.1.1汽車電控系統(tǒng)典型特征 283
9.1.2汽車電控行業(yè)概況 284
9.1.3汽車V 模式開發(fā)流程 285
9.2汽車電控系統(tǒng)技術國內外現狀 286
9.2.1內燃機汽車電控技術現狀 286
9.2.2新能源汽車電控技術現狀 287
9.2.3汽車傳感器、執(zhí)行器技術現狀 289
9.3汽車電控系統(tǒng)與駕駛自動化的技術與方法 289
9.3.1車輛動力學系統(tǒng)建模及仿真技術與方法 289
9.3.2動力控制系統(tǒng)技術與方法 290
9.3.3底盤控制與安全系統(tǒng)技術與方法 293
9.3.4新能源汽車電控系統(tǒng)技術與方法 300
9.3.5汽車智能行駛優(yōu)化 305
9.3.6車身電子技術 308
9.4典型應用 308
9.4.1發(fā)動機電噴控制技術典型應用 308
9.4.2自動變速控制技術典型應用 313
9.4.3車輛輪胎建模與參數辨識技術典型應用 317
9.5發(fā)展建議 321
9.5.1技術發(fā)展建議 321
9.5.2人才培養(yǎng)發(fā)展建議 322
9.5.3政策發(fā)展建議 322
參考文獻 322
第10章列車運行控制及自動駕駛 324
10.1概述 324
10.1.1軌道交通運行控制系統(tǒng)構成及特點 324
10.1.2列車運行控制技術發(fā)展歷程 325
10.1.3列車自動駕駛基本原理及系統(tǒng)組成 327
10.1.4列車自動駕駛系統(tǒng)性能指標 329
10.2列車自動駕駛技術國內外發(fā)展現狀 330
10.2.1列車駕駛曲線的優(yōu)化技術 330
10.2.2列車速度跟蹤控制技術 331
10.3列車自動駕駛關鍵技術與方法 333
10.3.1列車動力學建模技術與方法 333
10.3.2基于速度跟蹤的列車自動駕駛技術與方法 338
10.3.3精確停車控制技術與方法 351
10.4應用情況 353
10.4.1北京地鐵亦莊線列車自動駕駛系統(tǒng) 353
10.4.2北京地鐵燕房線全自動運行系統(tǒng) 358
10.4.3列車自動駕駛技術在城際鐵路中的應用 361
10.5發(fā)展建議 363
10.5.1列車自動駕駛技術發(fā)展建議 363
10.5.2軌道交通相關人才培養(yǎng)建議 364
10.5.3我國城市軌道交通政策發(fā)展建議 366
參考文獻 366
第11章航天航空自動化 369
11.1航天航空自動化背景介紹 369
11.1.1引言 369
11.1.2航天航空自動化系統(tǒng)簡介 370
11.1.3航天航空產業(yè)概況 375
11.2航天航空自動化技術國內外現狀 376
11.2.1航天航空自動化技術現狀 376
11.2.2高超聲速飛行器控制領域的研究現狀 377
11.2.3航天器軌道控制領域的研究現狀 387
11.2.4航天器姿態(tài)控制領域的研究現狀 397
11.2.5航天器姿軌聯合控制領域的研究現狀 409
11.2.6空間聯合體控制領域的研究現狀 414
11.2.7航天器編隊飛行控制領域的研究現狀 421
11.3航天航空自動化技術與方法 428
11.3.1高超聲速飛行器控制技術發(fā)展中的前沿研究 428
11.3.2航天器軌道控制技術發(fā)展中的前沿研究 431
11.3.3航天器姿態(tài)控制技術發(fā)展中的前沿研究 432
11.3.4航天器姿軌聯合控制技術發(fā)展中的前沿研究 432
11.3.5空間聯合體控制技術發(fā)展中的前沿研究 433
11.3.6航天器編隊飛行控制技術發(fā)展中的前沿研究 434
11.4應用 435
11.4.1先進控制技術在高超聲速飛行器領域中的典型應用 435
11.4.2先進控制技術在航天器軌道控制領域中的典型應用 436
11.4.3先進控制技術在航天器姿態(tài)控制領域中的典型應用 436
11.4.4先進控制技術在航天器姿軌聯合控制領域中的典型應用 436
11.4.5先進控制技術在空間聯合體控制領域中的典型應用 437
11.4.6先進控制技術在航天器編隊飛行控制領域中的典型應用 437
11.4.7其他應用 438
11.5發(fā)展建議 438
11.5.1技術發(fā)展建議 438
11.5.2人才培養(yǎng)發(fā)展建議 438
11.5.3政策發(fā)展建議 438
參考文獻 439
第12章陸用裝備自動化 453
12.1陸用裝備自動化背景介紹 453
12.1.1引言 453
12.1.2陸用裝備自動化系統(tǒng)的典型特征描述 453
12.2裝備自動化技術國內外現狀 457
12.2.1陸用裝備自動化技術現狀 457
12.2.2目標搜索、捕獲、識別與環(huán)境感知自動化技術現狀 459
12.2.3陸用裝備指揮控制系統(tǒng)技術現狀 461
12.2.4陸用裝備火力控制系統(tǒng)技術現狀 464
12.2.5陸用裝備維護保障自動化技術現狀 465
12.2.6陸用裝備的效能評估技術現狀 468
12.3陸用裝備自動化的新技術與新方法 469
12.3.1復雜陸用裝備自動化系統(tǒng)體系結構的多目標優(yōu)化技術 469
12.3.2陸用裝備自動化系統(tǒng)的層次型建模技術與方法 470
12.3.3野戰(zhàn)多元信息獲取與信息融合技術 474
12.3.4信息分發(fā)、傳輸、識別與利用的技術與方法 478
12.3.5陸用裝備的環(huán)境信息感知與定位技術 480
12.3.6分布式指揮控制與火力控制一體化控制系統(tǒng)的技術和方法 482
12.3.7陸用裝備故障診斷、自修復與保障自動化的技術與方法 486
12.3.8陸用裝備作戰(zhàn)效能實時評估技術與方法 488
12.4應用 489
12.4.1自動化火炮系統(tǒng)的典型應用 489
12.4.2我國防空裝備自動化系統(tǒng)典型應用 490
12.4.3坦克裝甲裝備自動化系統(tǒng)典型應用 491
12.4.4我國防化裝備自動化系統(tǒng)典型應用 494
12.4.5輕武器及單兵裝備自動化系統(tǒng)典型應用 498
12.5發(fā)展建議 499
12.5.1技術發(fā)展建議 499
12.5.2人才培養(yǎng)發(fā)展建議 499
12.5.3政策發(fā)展建議 499
參考文獻 499