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面向下肢弱肌力人群的智能助行機器人
國內外已經涌現出了很多優秀的智能助行機器人產品或樣機，但針對下肢功能運動障礙患者的智能助行機器人研究仍然存在一定的局限性：
（1）助行機器人對于人體運動意圖的識別研究主要依靠力傳感器，在運動意圖的定義和計算方面的差異較大；
（2）基于助行機器人步態分析方面成果有限，行走能力評估依靠傳統的Holden步行功能分級以及Tinetti平衡與步態量表進行評估，缺乏對步態參數的具體量化評估手段；
（3）自適應參數導納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機協同系統滿足使用，故只能用于單一功能的康復訓練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復訓練需求。
本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機器人，通過基于機載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設備，設計多模態人機交互接口，獲取人體運動數據；基于有監督的神經網絡步態事件分類算法模型提取分析步態的時空參數，并且能夠應用康復醫學功能評定理論進行人體行走能力的智能綜合評估，根據評估的行走能力切換對應的機器人模式。
圖1 智能助行機器人一代
圖2 智能助行機器人二代
圖3 智能助行機器人三代
【性能指標】
1）機器人樣機：
人體運動模式識別準確率≥95%；
跟隨模式相對位置誤差≤15cm，相對角度誤差≤20°；
左腿擺動、雙支撐相左向重心轉移、右腿擺動和雙支撐相右向重心轉移四個步態相位識別準確率≥95%。
2）運動狀態監測及行走能力評估一體化平臺：
正常行走、肢體約束異常狀態及趔趄、跌倒等緊急狀態識別準確率≥90%。
華中科技大學
2023-03-06
進展 | 清華人工脊髓技術幫助截癱患者重拾行走
該成果由清華大學神經調控國家工程研究中心、昌平實驗室聯合北京清華長庚醫院共同完成。在團隊的聯合攻關下，人工脊髓系統在患者體內發揮神奇功效，實現了和患者的運動協同。
清華大學
2022-06-06
雙饋風電附加阻尼控制器的“域”設計方法
本發明公開了一種雙饋風電附加阻尼控制器的“域”設計方法，包括以下步驟：S1：建立雙饋風電外送系統的狀態?空間方程；S2：選取臨界阻尼αcri，以風速構成的“風速穩定域”為目標，利用遺傳算法對附加阻尼控制器的各個參數進行優化；S3：根據步驟S2優化得到的附加阻尼控制器的各個參數，對風電外送系統進行特征值分析，判斷所使用的附加阻尼控制器是否能使得“風速穩定域”最大：如果不滿足，則返回步驟S2；如果滿足，則結束。本發明能夠最大限度地保證控制器的魯棒性，且同樣適用于其他附加阻尼控制器的設計，具有良好的應用價值。
東南大學
2021-04-11
超低功耗、高可靠和強實時微控制器芯片
本項目重點研究面向物聯網極低功耗微控制器關鍵技術，包括寬電壓標準單元和片上存儲器設計技術、工藝-電壓-溫度（PVT）偏差檢測技術與自適應動態電壓和頻率調節技術、快速響應的寬負載高效率電源轉換技術、低功耗高精度模數轉換電路設計技術、極低功耗快速啟動晶體振蕩器技術；面向工業控制微控制器關鍵技術，包括高可靠處理器架構、低延時訪問存儲策略、納秒級中斷響應處理技術、容錯型自糾錯SRAM 設計技術、高精度時鐘基準電路設計技術。
東南大學
2021-04-11
帶LCL輸出濾波器的高速永磁電機控制
高速永磁電機由于電感非常小，在受限的逆變器開關頻率下，電機電流紋波（主要為開關頻率附近的諧波）較大，導致電機鐵耗急劇上升，發熱嚴重，縮短電機使用壽命。 本課題組針對高速永磁電機驅動中電流紋波大和共模電壓的問題，對帶LCL輸出濾波器的高速永磁電機驅動進行了深入的研究，包括帶有源阻尼的電流控制器設計、電容電壓和轉子位置觀測。實驗結果證明采用帶LCL輸出濾波器的高速永磁電機驅動，電機電流正弦度高，有效地降低鐵耗，消除軸承漏電流。
東南大學
2021-04-11
電液控制型帶式輸送機斷帶抓捕器
成果針對煤礦帶式輸送機斷帶后所造成的重大損失以及目前采用的機械式斷帶抓捕器存在抓捕不可靠等問題，研制了一種電液控制型帶式輸送機斷帶抓捕器，可根據皮帶長度、寬度、坡度等參數確定抓捕器數量，實現群測群抓。借助于現代設計理論和方法，對抓捕器進行了強度校核、運動學和動力學仿真分析。實驗研究表明，所設計的電液控制型斷帶抓捕器斷帶抓捕動作可靠，響應速度快，一致性好。該成果已申報實用新型專利 1 項，發表高水平學術論文 5 篇。
西安科技大學
2021-04-11
DC-DC變換器的建模、分析與先進控制技術
因其廣闊的工業應用范圍和越來越高的精度、效率要求，DC-DC變換器系統已經引起電氣工程師和控制工程師的廣泛研究和關注。DC-DC變換器系統本身固有的非線性特性，已經使得傳統線性控制方案，如PID控制等，無法取得滿意控制效果。此外DC-DC變換器系統負載的突變、輸入電壓的波動、半導體器件的電磁干擾和參數變化等各種因素都嚴重破壞DC-DC變換器的精度要求。面向DC-DC變換器系統，我們已經擁有一整套的建模、分析和設計方案。利用干擾觀測器技術對有負載突變、輸入電壓波動和模型誤差引起的干擾進行實時精確估計，從而進行精確補償，消除干擾造成的不利影響，可以與滑模控制和其他先進的非線性控制算法結合，實現基于干擾觀測器的非線性抗干擾技術。我們提出了從建模、分析、先進控制方法設計到具體實現參數、規律總結凝煉等一整套的DC-DC變換器系統先進控制解決方案，成果已經成功應用于多種工業設備。一方面可以通過軟件算法設計保證和提升DC-DC變換器系統的精度和效率，另一方面，可以實現系統對于負載突變、輸入波動、電磁干擾的有效抑制，提升系統的抗干擾性能。目前成果已有多篇SCI高水平論文發表，申請授權多項發明專利，技術成熟，解決方案尤其適合多元干擾嚴重、模型偏差和精度要求高的應用場合。
東南大學
2021-04-13
一種自適應太陽能充電控制器
本發明公開了一種自適應太陽能充電控制器，它是一種利用太陽能向蓄電池充電的控制器，包括蓄電池電壓采樣電路、溫度檢測電路、太陽能電池板電壓采樣電路、太陽能電池板對蓄電池充電的控制電路、負載控制和保護電路。充電由場效應管ＩＲＬ３８０３Ｓ控制，它比一般的可控電子開關轉換速度快，而且導通電阻很小。單片機采用ＰＷＭ蓄電池充電模式，保證蓄電池工作在合理的狀態，提高蓄電池的使用壽命，同時單片機輸出的數字信號控制串接在輸出回路的場效應管ＩＲＬ３８０３的通與斷。蓄電池接反時，不會燒壞保險及損壞控制器任何部件，負載電路具有過載和短路保護功能。該控制器高效率、電路簡單、能夠避免太陽能電池板陣列結溫過高。 本控制器使用專用CPU芯片和軟件實現了充電過程的智能化控制，主要特點包括： 1. 控制器兼容各種充電策略，對于不同種類的蓄電池（如密封鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池等）無需更改系統硬件，只需載入不同軟件即可實現不同的充電算法，從而滿足不同電池的充電要求，使充電過程更加高效可靠。 2. 具有完善的軟硬件保護功能，如過充保護、過放保護、短路過流保護、過載保護等，保證了控制器的可靠性。 3. 為實現充電過程控制和保護功能，提供光電池和蓄電池電流電壓的高精度測量功能，蓄電池和環境溫度的檢測功能。 4. 具有蓄電池放電控制功能。蓄電池放電過程與光電池充電相匹配，按照要求可以實現多種充放電模式。 5. 使用PWM（脈沖寬度調制）方式充電過程，保證了較高的充電效率，增加了充電控制的靈活性。 6. 硬件系統全部采用工業級芯片，能夠在高溫、寒冷、潮濕等惡劣環境下工作。 7. 控制器空閑時工作于低功耗狀態，進一步降低系統功耗，提高了充電效率。 主要技術指標： 系統電壓24/12V；過充電壓26.4/13.2V；過放電壓22.2/11.1V；溫度補償-5mV/℃；充電回路壓降≤0.26V；放電回路壓降≤0.15V；額定充電電流5A；額定負載電流5A；空載損耗≤6mA；工作溫度-35℃至55℃。 應用范圍： 太陽能的利用對解決能源和環境問題具有重要意義，而能量的存儲和釋放是利用太陽能的關鍵技術，太陽能充電控制器可廣泛應用于太陽能利用的領域。太陽能充電控制器可以用于太陽能路燈、太陽能廣告燈、太陽能草坪燈等的蓄電池充電控制中，其應用范圍和前景廣泛。
北京交通大學
2021-04-13
基于物聯網云平臺的智能電伴熱控制器
成 果 簡 介 電伴熱廣泛應用于石油、化工、地鐵等領域，本研究成果設計了一種新型的電伴熱控制器。系統采 用六管設計，每管采用一主一備方式；可采集 32 路溫度 、12 路回路電流、6 路漏電電流；具有主輸出 12 路， 報警輸出 11 路；具有RS485、CAN、以太網通訊接口。采用物聯網和云服務技術，設計了基于物聯網云平臺的WEB 服務器，可實現PC 端遠程監控與移動互聯網微信客戶端綁定設備、實現人與設備的實時交互， 設備監控、智能數據分析、消息分發、遠程升級等服務。
北京工業大學
2021-04-13
一種直流降壓變換器復合電流約束控制方法
本發明公開了一種直流降壓變換器的復合電流約束控制方法，包括步驟：分別以直流降壓變換器的電容電壓、電感電流為狀態量，建立直流降壓變換器標稱系統的狀態空間平均模型；建立基準電流約束控制器；根據直流降壓變換器系統的參數攝動、輸入電壓波動及負載突變擾動，建立直流降壓變換器受擾狀態平均模型；構造廣義比例積分觀測器，并獲得時變擾動估計值；引入所述基準電流約束控制
東南大學
2021-04-14