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第1章 综述1

1.1自动化技术在各行业的发展状况1

1.1.1冶金自动化1

1.1.2化工自动化2

1.1.3能源自动化3

1.1.4工业控制网络4

1.1.5人机交互自动化6

1.1.6数控机床自动化7

1.1.7机器人7

1.1.8车辆自动驾驶及控制8

1.1.9列车运行控制及自动驾驶9

1.1.10航天航空自动化10

1.1.11陆用装备自动化11

1.2报告研究内容及结构安排12

第2章 冶金自动化13

2.1冶金自动化背景介绍13

2.1.1冶金行业概况13

2.1.2冶金自动化概况14

2.2冶金自动化国内外现状15

2.2.1矿物处理过程自动化技术国内外现状15

2.2.2钢铁冶金过程自动化技术国内外现状16

2.2.3有色冶金过程自动化技术国内外现状18

2.3冶金自动化技术与方法19

2.3.1参数检测与关键工艺参数的软测量19

2.3.2过程控制技术22

2.3.3运行优化技术29

2.3.4计划调度33

2.3.5一体化控制技术39

2.4应用效果45

2.4.1选矿自动化应用效果45

2.4.2钢铁自动化应用效果45

2.4.3有色冶金自动化应用效果46

2.5发展建议46

2.5.1技术发展建议46

2.5.2人才培养发展建议47

2.5.3政策发展建议47

参考文献47

第3章 化工自动化50

3.1背景介绍50

3.2国内外现状51

3.2.1乙烯流程自动化系统的国内外现状52

3.2.2汽油管道调和控制优化系统的国内外现状54

3.2.3聚烯烃过程控制优化系统的国内外现状55

3.2.4化工过程报警优化管理与安全应急演练56

3.3新技术和新方法57

3.3.1乙烯流程自动化技术新方法58

3.3.2炼油流程汽油调和自动化新技术63

3.3.3聚烯烃流程自动化系统新技术69

3.3.4报警优化管理与企业安全应急救援演练技术73

3.4应用情况75

3.4.1乙烯流程先控与优化技术的应用情况75

3.4.2汽油管道调和控制优化技术的应用情况76

3.4.3聚乙烯聚合过程优化技术的应用情况78

3.4.4企业生产安全应急救援演练的应用情况78

3.5发展建议79

参考文献79

第4章 能源自动化82

4.1背景介绍82

4.1.1我国的能源系统82

4.1.2能源控制系统的背景83

4.2国内外现状91

4.2.1能源系统的国内外研究现状91

4.2.2能源控制技术的国内外现状92

4.3新技术和新方法103

4.3.1信息物理融合能源系统103

4.3.2火力电站建模及优化控制技术106

4.3.3水力发电核心控制技术125

4.3.4风力发电核心控制技术127

4.3.5光伏发电核心控制技术130

4.3.6核电厂关键控制技术132

4.4能源自动化技术的应用135

4.4.1能源系统优化技术的应用135

4.4.2火电厂燃煤热值在线辨识技术的典型应用（煤质在线监测）137

4.4.3智能（数字）化电厂的建设与智慧电厂的未来138

4.4.4水电厂计算机实时监控系统H9000的典型应用143

4.4.5风力发电Deif主控系统的典型应用144

4.4.6远景“阿波罗”光伏云平台技术的典型应用144

4.4.7非能动型压水堆核电技术AP 1000的典型应用145

4.4.8企业多能源系统的需求控制与优化146

4.4.9风电场信息物理融合能源系统信息构建方案148

参考文献150

第5章 工业控制网络154

5.1 工业控制网络研究现状与趋势154

5.1.1 工业控制网络背景154

5.1.2多总线设备集成方法研究现状155

5.1.3程序开发与编译方法研究现状160

5.2多种网络设备统一管理技术162

5.2.1 概述162

5.2.2基本原理162

5.2.3设备描述的主要内容与实现164

5.2.4变量描述的实现169

5.2.5基于描述的设备操作与管理170

5.3控制网络统一编程方法173

5.3.1 概述173

5.3.2控制程序建模173

5.3.3并行任务提取178

5.3.4并行任务的分配181

5.4编程开发平台软件183

5.4.1 软件功能结构183

5.4.2平台软件程序实现185

5.5工程应用案例191

5.5.1系统结构191

5.5.2应用程序开发193

5.5.3设备管理与变量管理194

5.6发展建议195

参考文献196

第6章 人机交互与自动化197

6.1 人机交互自动化背景介绍197

6.1.1人机交互与自动化的关系197

6.1.2战略意义198

6.1.3问题与挑战198

6.2人机交互自动化技术国内外现状200

6.2.1国际研究现状200

6.2.2国内研究现状201

6.2.3发展需求202

6.2.4现有技术和解决方案的不足203

6.3技术与方法204

6.3.1 技术体系204

6.3.2关键技术204

6.3.3核心器件与系统209

6.4应用209

6.4.1智能穿戴210

6.4.2智能家居210

6.4.3智慧医疗210

6.4.4移动办公210

6.4.5智能汽车210

6.4.6智能机器人210

6.4.7数字文化211

6.4.8舆情分析211

6.5发展建议211

6.5.1技术发展建议211

6.5.2人才培养建议212

6.5.3政策发展建议212

参考文献213

第7章 数控机床自动化214

7.1数控系统背景介绍214

7.1.1我国数控技术的现状214

7.1.2数控系统典型特征描述214

7.1.3数控系统行业状况216

7.2数控系统国内外现状218

7.2.1数控系统国外现状218

7.2.2数控系统国内现状219

7.2.3插补技术国内现状220

7.2.4现场总线技术222

7.3数控系统新技术与新方法223

7.3.1 概述223

7.3.2实时平台224

7.3.3人机接口225

7.3.4工艺解释225

7.3.5加工过程控制226

7.3.6具体应用技术227

7.4应用情况228

7.4.1 中科院沈阳计算所、沈阳高精数控、沈阳机床集团联合实施的“国产数控机床应用国产数控系统示范工程”229

7.4.2鲁南机床与华中数控实施的应用示范工程229

7.4.3通过“高档数控机床与基础制造装备”国家重大课题专项推动技术应用230

7.5数控系统发展建议231

参考文献234

第8章 机器人236

8.1背景介绍236

8.1.1概述236

8.1.2典型特征描述236

8.1.3分类情况和行业应用概况237

8.2国内外现状和发展趋势239

8.2.1国外机器人发展态势239

8.2.2工业机器人现状239

8.2.3特种机器人现状244

8.2.4服务机器人现状253

8.3新技术和新方法257

8.3.1工业机器人的新技术和新方法257

8.3.2特种机器人的新技术和新方法259

8.3.3服务机器人的新技术和新方法263

8.4应用情况264

8.4.1工业机器人的应用264

8.4.2特种机器人的应用266

8.4.3服务机器人的应用270

8.5发展建议272

8.5.1 技术发展建议272

8.5.2人才培养建议273

8.5.3政策制定建议273

参考文献273

第9章 车辆自动驾驶及控制282

9.1汽车电控系统技术背景介绍282

9.1.1汽车电控系统典型特征283

9.1.2汽车电控行业概况284

9.1.3汽车V模式开发流程285

9.2汽车电控系统技术国内外现状286

9.2.1内燃机汽车电控技术现状286

9.2.2新能源汽车电控技术现状287

9.2.3汽车传感器、执行器技术现状289

9.3汽车电控系统与驾驶自动化的技术与方法289

9.3.1车辆动力学系统建模及仿真技术与方法289

9.3.2动力控制系统技术与方法290

9.3.3底盘控制与安全系统技术与方法293

9.3.4新能源汽车电控系统技术与方法300

9.3.5汽车智能行驶优化305

9.3.6车身电子技术308

9.4典型应用308

9.4.1发动机电喷控制技术典型应用308

9.4.2自动变速控制技术典型应用313

9.4.3车辆轮胎建模与参数辨识技术典型应用317

9.5发展建议321

9.5.1技术发展建议321

9.5.2人才培养发展建议322

9.5.3政策发展建议322

参考文献322

第10章 列车运行控制及自动驾驶324

10.1概述324

10.1.1轨道交通运行控制系统构成及特点324

10.1.2列车运行控制技术发展历程325

10.1.3列车自动驾驶基本原理及系统组成327

10.1.4列车自动驾驶系统性能指标329

10.2列车自动驾驶技术国内外发展现状330

10.2.1列车驾驶曲线的优化技术330

10.2.2列车速度跟踪控制技术331

10.3列车自动驾驶关键技术与方法333

10.3.1 列车动力学建模技术与方法333

10.3.2基于速度跟踪的列车自动驾驶技术与方法338

10.3.3精确停车控制技术与方法351

10.4应用情况353

10.4.1北京地铁亦庄线列车自动驾驶系统353

10.4.2北京地铁燕房线全自动运行系统358

10.4.3列车自动驾驶技术在城际铁路中的应用361

10.5发展建议363

10.5.1列车自动驾驶技术发展建议363

10.5.2轨道交通相关人才培养建议364

10.5.3我国城市轨道交通政策发展建议366

参考文献366

第11章 航天航空自动化369

11.1航天航空自动化背景介绍369

11.1.1引言369

11.1.2航天航空自动化系统简介370

11.1.3航天航空产业概况375

11.2航天航空自动化技术国内外现状376

11.2.1航天航空自动化技术现状376

11.2.2高超声速飞行器控制领域的研究现状377

11.2.3航天器轨道控制领域的研究现状387

11.2.4航天器姿态控制领域的研究现状397

11.2.5航天器姿轨联合控制领域的研究现状409

11.2.6空间联合体控制领域的研究现状414

11.2.7航天器编队飞行控制领域的研究现状421

11.3航天航空自动化技术与方法428

11.3.1高超声速飞行器控制技术发展中的前沿研究428

11.3.2航天器轨道控制技术发展中的前沿研究431

11.3.3航天器姿态控制技术发展中的前沿研究432

11.3.4航天器姿轨联合控制技术发展中的前沿研究432

11.3.5空间联合体控制技术发展中的前沿研究433

11.3.6航天器编队飞行控制技术发展中的前沿研究434

11.4应用435

11.4.1先进控制技术在高超声速飞行器领域中的典型应用435

11.4.2先进控制技术在航天器轨道控制领域中的典型应用436

11.4.3先进控制技术在航天器姿态控制领域中的典型应用436

11.4.4先进控制技术在航天器姿轨联合控制领域中的典型应用436

11.4.5先进控制技术在空间联合体控制领域中的典型应用437

11.4.6先进控制技术在航天器编队飞行控制领域中的典型应用437

11.4.7其他应用438

11.5发展建议438

11.5.1 技术发展建议438

11.5.2人才培养发展建议438

11.5.3政策发展建议438

参考文献439

第12章 陆用装备自动化453

12.1陆用装备自动化背景介绍453

12.1.1引言453

12.1.2陆用装备自动化系统的典型特征描述453

12.2装备自动化技术国内外现状457

12.2.1陆用装备自动化技术现状457

12.2.2目标搜索、捕获、识别与环境感知自动化技术现状459

12.2.3陆用装备指挥控制系统技术现状461

12.2.4陆用装备火力控制系统技术现状464

12.2.5陆用装备维护保障自动化技术现状465

12.2.6陆用装备的效能评估技术现状468

12.3陆用装备自动化的新技术与新方法469

12.3.1复杂陆用装备自动化系统体系结构的多目标优化技术469

12.3.2陆用装备自动化系统的层次型建模技术与方法470

12.3.3野战多元信息获取与信息融合技术474

12.3.4信息分发、传输、识别与利用的技术与方法478

12.3.5陆用装备的环境信息感知与定位技术480

12.3.6分布式指挥控制与火力控制一体化控制系统的技术和方法482

12.3.7陆用装备故障诊断、自修复与保障自动化的技术与方法486

12.3.8陆用装备作战效能实时评估技术与方法488

12.4应用489

12.4.1自动化火炮系统的典型应用489

12.4.2我国防空装备自动化系统典型应用490

12.4.3坦克装甲装备自动化系统典型应用491

12.4.4我国防化装备自动化系统典型应用494

12.4.5轻武器及单兵装备自动化系统典型应用498

12.5发展建议499

12.5.1技术发展建议499

12.5.2人才培养发展建议499

12.5.3政策发展建议499

参考文献499