中國自動化技術(shù)發(fā)展報告

第1章綜述 1
1.1自動化技術(shù)在各行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 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(wǎng)絡(luò) 4
1.1.5人機交互自動化 6
1.1.6數(shù)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(nèi)容及結(jié)構(gòu)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(nèi)外現(xiàn)狀 15
2.2.1礦物處理過程自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 15
2.2.2鋼鐵冶金過程自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 16
2.2.3有色冶金過程自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 18
2.3冶金自動化技術(shù)與方法 19
2.3.1參數(shù)檢測與關(guān)鍵工藝參數(shù)的軟測量 19
2.3.2過程控制技術(shù) 22
2.3.3運行優(yōu)化技術(shù) 29
2.3.4計劃調(diào)度 33
2.3.5一體化控制技術(shù) 39
2.4應(yīng)用效果 45
2.4.1選礦自動化應(yīng)用效果 45
2.4.2鋼鐵自動化應(yīng)用效果 45
2.4.3有色冶金自動化應(yīng)用效果 46
2.5發(fā)展建議 46
2.5.1技術(shù)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(nèi)外現(xiàn)狀 51
3.2.1乙烯流程自動化系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 52
3.2.2汽油管道調(diào)和控制優(yōu)化系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 54
3.2.3聚烯烴過程控制優(yōu)化系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 55
3.2.4化工過程報警優(yōu)化管理與安全應(yīng)急演練 56
3.3新技術(shù)和新方法 57
3.3.1乙烯流程自動化技術(shù)新方法 58
3.3.2煉油流程汽油調(diào)和自動化新技術(shù) 63
3.3.3聚烯烴流程自動化系統(tǒng)新技術(shù) 69
3.3.4報警優(yōu)化管理與企業(yè)安全應(yīng)急救援演練技術(shù) 73
3.4應(yīng)用情況 75
3.4.1乙烯流程先控與優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用情況 75
3.4.2汽油管道調(diào)和控制優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用情況 76
3.4.3聚乙烯聚合過程優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用情況 78
3.4.4企業(yè)生產(chǎn)安全應(yīng)急救援演練的應(yīng)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(nèi)外現(xiàn)狀 91
4.2.1能源系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 91
4.2.2能源控制技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 92
4.3新技術(shù)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(shù) 106
4.3.3水力發(fā)電核心控制技術(shù) 125
4.3.4風(fēng)力發(fā)電核心控制技術(shù) 127
4.3.5光伏發(fā)電核心控制技術(shù) 130
4.3.6核電廠關(guān)鍵控制技術(shù) 132
4.4能源自動化技術(shù)的應(yīng)用 135
4.4.1能源系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用 135
4.4.2火電廠燃煤熱值在線辨識技術(shù)的典型應(yīng)用（煤質(zhì)在線監(jiān)測） 137
4.4.3智能（數(shù)字）化電廠的建設(shè)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(yīng)用 143
4.4.5風(fēng)力發(fā)電Deif 主控系統(tǒng)的典型應(yīng)用 144
4.4.6遠(yuǎn)景“阿波羅”光伏云平臺技術(shù)的典型應(yīng)用 144
4.4.7非能動型壓水堆核電技術(shù)AP1000 的典型應(yīng)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(fēng)電場信息物理融合能源系統(tǒng)信息構(gòu)建方案 148
參考文獻 150
第5章工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 154
5.1工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與趨勢 154
5.1.1工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)背景 154
5.1.2多總線設(shè)備集成方法研究現(xiàn)狀 155
5.1.3程序開發(fā)與編譯方法研究現(xiàn)狀 160
5.2多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理技術(shù) 162
5.2.1概述 162
5.2.2基本原理 162
5.2.3設(shè)備描述的主要內(nèi)容與實現(xiàn) 164
5.2.4變量描述的實現(xiàn) 169
5.2.5基于描述的設(shè)備操作與管理 170
5.3控制網(wǎng)絡(luò)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(wù)提取 178
5.3.4并行任務(wù)的分配 181
5.4編程開發(fā)平臺軟件 183
5.4.1軟件功能結(jié)構(gòu) 183
5.4.2平臺軟件程序?qū)崿F(xiàn) 185
5.5工程應(yīng)用案例 191
5.5.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 191
5.5.2應(yīng)用程序開發(fā) 193
5.5.3設(shè)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(guān)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(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 200
6.2.1國際研究現(xiàn)狀 200
6.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 201
6.2.3發(fā)展需求 202
6.2.4現(xiàn)有技術(shù)和解決方案的不足 203
6.3技術(shù)與方法 204
6.3.1技術(shù)體系 204
6.3.2關(guān)鍵技術(shù) 204
6.3.3核心器件與系統(tǒng) 209
6.4應(yīng)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(shù)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(shù)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(shù)控機床自動化 214
7.1數(shù)控系統(tǒng)背景介紹 214
7.1.1我國數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀 214
7.1.2數(shù)控系統(tǒng)典型特征描述 214
7.1.3數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)狀況 216
7.2數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀 218
7.2.1數(shù)控系統(tǒng)國外現(xiàn)狀 218
7.2.2數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)現(xiàn)狀 219
7.2.3插補技術(shù)國內(nèi)現(xiàn)狀 220
7.2.4現(xiàn)場總線技術(shù) 222
7.3數(shù)控系統(tǒng)新技術(shù)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(yīng)用技術(shù) 227
7.4應(yīng)用情況 228
7.4.1中科院沈陽計算所、沈陽高精數(shù)控、沈陽機床集團聯(lián)合實施的“國產(chǎn)數(shù)控機床應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程” 229
7.4.2魯南機床與華中數(shù)控實施的應(yīng)用示范工程 229
7.4.3通過“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家重大課題專項推動技術(shù)應(yīng)用230
7.5數(shù)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(yīng)用概況 237
8.2國內(nèi)外現(xiàn)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(xiàn)狀 239
8.2.3特種機器人現(xiàn)狀 244
8.2.4服務(wù)機器人現(xiàn)狀 253
8.3新技術(shù)和新方法 257
8.3.1工業(yè)機器人的新技術(shù)和新方法 257
8.3.2特種機器人的新技術(shù)和新方法 259
8.3.3服務(wù)機器人的新技術(shù)和新方法 263
8.4應(yīng)用情況 264
8.4.1工業(yè)機器人的應(yīng)用 264
8.4.2特種機器人的應(yīng)用 266
8.4.3服務(wù)機器人的應(yīng)用 270
8.5發(fā)展建議 272
8.5.1技術(shù)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(shù)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(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 286
9.2.1內(nèi)燃機汽車電控技術(shù)現(xiàn)狀 286
9.2.2新能源汽車電控技術(shù)現(xiàn)狀 287
9.2.3汽車傳感器、執(zhí)行器技術(shù)現(xiàn)狀 289
9.3汽車電控系統(tǒng)與駕駛自動化的技術(shù)與方法 289
9.3.1車輛動力學(xué)系統(tǒng)建模及仿真技術(shù)與方法 289
9.3.2動力控制系統(tǒng)技術(shù)與方法 290
9.3.3底盤控制與安全系統(tǒng)技術(shù)與方法 293
9.3.4新能源汽車電控系統(tǒng)技術(shù)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(shù) 308
9.4典型應(yīng)用 308
9.4.1發(fā)動機電噴控制技術(shù)典型應(yīng)用 308
9.4.2自動變速控制技術(shù)典型應(yīng)用 313
9.4.3車輛輪胎建模與參數(shù)辨識技術(shù)典型應(yīng)用 317
9.5發(fā)展建議 321
9.5.1技術(shù)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(gòu)成及特點 324
10.1.2列車運行控制技術(shù)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(biāo) 329
10.2列車自動駕駛技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 330
10.2.1列車駕駛曲線的優(yōu)化技術(shù) 330
10.2.2列車速度跟蹤控制技術(shù) 331
10.3列車自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)與方法 333
10.3.1列車動力學(xué)建模技術(shù)與方法 333
10.3.2基于速度跟蹤的列車自動駕駛技術(shù)與方法 338
10.3.3精確停車控制技術(shù)與方法 351
10.4應(yīng)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(shù)在城際鐵路中的應(yīng)用 361
10.5發(fā)展建議 363
10.5.1列車自動駕駛技術(shù)發(fā)展建議 363
10.5.2軌道交通相關(guān)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(chǎn)業(yè)概況 375
11.2航天航空自動化技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 376
11.2.1航天航空自動化技術(shù)現(xiàn)狀 376
11.2.2高超聲速飛行器控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 377
11.2.3航天器軌道控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 387
11.2.4航天器姿態(tài)控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 397
11.2.5航天器姿軌聯(lián)合控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 409
11.2.6空間聯(lián)合體控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 414
11.2.7航天器編隊飛行控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 421
11.3航天航空自動化技術(shù)與方法 428
11.3.1高超聲速飛行器控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 428
11.3.2航天器軌道控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 431
11.3.3航天器姿態(tài)控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 432
11.3.4航天器姿軌聯(lián)合控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 432
11.3.5空間聯(lián)合體控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 433
11.3.6航天器編隊飛行控制技術(shù)發(fā)展中的前沿研究 434
11.4應(yīng)用 435
11.4.1先進控制技術(shù)在高超聲速飛行器領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 435
11.4.2先進控制技術(shù)在航天器軌道控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 436
11.4.3先進控制技術(shù)在航天器姿態(tài)控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 436
11.4.4先進控制技術(shù)在航天器姿軌聯(lián)合控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 436
11.4.5先進控制技術(shù)在空間聯(lián)合體控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 437
11.4.6先進控制技術(shù)在航天器編隊飛行控制領(lǐng)域中的典型應(yīng)用 437
11.4.7其他應(yīng)用 438
11.5發(fā)展建議 438
11.5.1技術(shù)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(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 457
12.2.1陸用裝備自動化技術(shù)現(xiàn)狀 457
12.2.2目標(biāo)搜索、捕獲、識別與環(huán)境感知自動化技術(shù)現(xiàn)狀 459
12.2.3陸用裝備指揮控制系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀 461
12.2.4陸用裝備火力控制系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀 464
12.2.5陸用裝備維護保障自動化技術(shù)現(xiàn)狀 465
12.2.6陸用裝備的效能評估技術(shù)現(xiàn)狀 468
12.3陸用裝備自動化的新技術(shù)與新方法 469
12.3.1復(fù)雜陸用裝備自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù) 469
12.3.2陸用裝備自動化系統(tǒng)的層次型建模技術(shù)與方法 470
12.3.3野戰(zhàn)多元信息獲取與信息融合技術(shù) 474
12.3.4信息分發(fā)、傳輸、識別與利用的技術(shù)與方法 478
12.3.5陸用裝備的環(huán)境信息感知與定位技術(shù) 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(shù)和方法 482
12.3.7陸用裝備故障診斷、自修復(fù)與保障自動化的技術(shù)與方法 486
12.3.8陸用裝備作戰(zhàn)效能實時評估技術(shù)與方法 488
12.4應(yīng)用 489
12.4.1自動化火炮系統(tǒng)的典型應(yīng)用 489
12.4.2我國防空裝備自動化系統(tǒng)典型應(yīng)用 490
12.4.3坦克裝甲裝備自動化系統(tǒng)典型應(yīng)用 491
12.4.4我國防化裝備自動化系統(tǒng)典型應(yīng)用 494
12.4.5輕武器及單兵裝備自動化系統(tǒng)典型應(yīng)用 498
12.5發(fā)展建議 499
12.5.1技術(shù)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