新型传感器和智能控制教育部重点实验室是在太原理工大学机械电子工程研究所和测控技术研究所的基础上整合而成。依托机械电子工程、检测技术与自动化装置学科(省重点学科),以机械电子工程、电路与系统、计算机科学与应用、机械设计及理论、机械制造及自动化等博士学位授权点以及机械工程博士后流动站为支撑,发挥原有的研究基础、特色和学科优势。经整合,实现了学科融合和优势互补,集中了研究力量和实验条件,为进一步聚集和培养优秀人才、增强科技创新能力、完善和提升实验研究平台提供条件。
实验室研究方向、内容:
随着生产发展和科学技术进步,自动化技术在国民经济中发挥愈来愈重要的作用。传感器与智能控制是自动化技术的重要组成部分。本实验室瞄准新型传感器及智能控制理论和技术的前沿,结合国家和地区经济发展的特点,围绕以下四个主要方向开展理论和应用研究。
1、机电系统与生产过程工况监测、故障诊断及智能预示的理论和方法
本研究方向打破国内外以往机电系统故障诊断的研究思路,首先研究基于理论、实验、工业运行数据、知识(包括设计知识和数据)的综合建模理论和技术,建立机电系统的定性和定量模型,并建立相应的数据库、知识库和征兆库,全面地获取被诊断对象的深层知识。提出了依据被诊断系统分区故障模型,研究传感器的优化配置和基于多Agent、以太网技术及智能节点的多传感器智能局域网构成理论和技术,最大限度地获取系统运行中的早期故障信息,实现多物理效应、多传感器智能节点协同诊断。这些先进有效的诊断理论与方法的研究,可有效解决了由大型复杂机电系统结构复杂性、早期故障信息的微弱性和多故障耦合带来的故障诊断难题。其成果将形成一套创新而实用的理论和技术,进一步发展和丰富了故障诊断理论,并为基于状态的机电系统预知维修方法的推广应用奠定基础。
本研究方向围绕国家自然科学基金项目以及围绕重型矿山机械和煤炭洗选等生产过程开展了一系列应用研究,这些研究包括:重介法煤炭洗选关键设备的在线监测、状态辨识与早期故障智能预示方法;重型采煤机煤-岩壁切割过程中的煤岩分界辨识和滚筒截齿损伤与磨损诊断的研究等。
本方向的上述理论和应用研究瞄准本领域国内外的研究前沿,提出全新的研究思路,采用理论研究、原理性实验和工业性试验相结合的方法,在国家自然科学基金重点项目和企业合作项目的支持下,力争在大型复杂机电系统早期故障智能诊断的理论、方法和技术上取得突破性进展。
本研究方向的学术带头人是熊诗波教授(博士生导师)。
2、新型传感器研究与新技术芯片集成
该方向研究一类采用完全新型的物理量转换机理、在液位、工业物位自动化检测领域具有广阔应用前景的先进传感器----“感应式数字物位传感器”的检测机理及其制造技术。在国家自然科学基金和国家攻关引导项目的支持下,本方向正在深入研究新型传感器在不同应用领域的适应性,解决实验室到产品转化的关键技术难题和产业化过程中的重大问题,并在物理特点、材料性质等多方面开展理论研究,在大量科学实验过程中开发触觉、嗅觉、压力、位移等各种新型数字化传感器。
几年来这一研究方向上,跟踪研究并成功解决了面向国际招标的国家重大工程“引黄入晋”工程中,长距离,全封闭地下输水遂洞水位自动化检测的技术难题,并成功解决了国家防汛指挥系统工程中,远距离大面积实时水文测报的难题。研制出了传感器、测控仪等十多项新技术产品,有两项技术获国际领先水平。获国家技术发明二等奖1项、教育部科技进步二等奖2项、山西省科技进步二等奖2项,获国家发明专利3项、国家重点新产品1项,(这些技术的产品开发支撑了《太工天成》公司上市),依托本学科,2002年经山西省政府批准成立了山西省“测控技术与新型传感器”工程研究中心。可带动信号传输、二次仪表、集成电路设计等相关技术产业的发展,为山西省信息产业注入新的活力,也为促进山西省产业结构的调整、推动信息产业发展发挥重要作用。
本研究方向的学术带头人是马福昌教授(博士生导师)。