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項目概況 本項目涉及一種張力控制方法和裝置，其特點是可由普通變頻器控制異步電動機來簡單 驅動收卷機構，而開卷機構，由一永磁同步電機來控制，張力來自該永磁同步電機的轉矩， 本發明介紹的控制裝置通過控制該永磁同步電動機的轉矩來實現張力控制。該開卷機構的永 磁同步電機實際是由收卷機構的驅動電動機拖動運行的，該永磁同步電動機工作于發電狀 態，所發電能，亦通過控制裝置回饋給電網。 主要特點 轉矩或張力控制系統在工業領域有著廣泛的應用，張力控制一般有兩種途徑，一是通過 兩個動力點的速度差形成張力，二是直接控制轉矩來形成張力。 上述第二種方式的核心是與收開卷機構相連接的負載轉矩控制裝置，目前一般是采用磁 粉離合器來提供需要的負載轉矩，但這樣做有一些固有的缺陷難以克服，首先磁粉制動器將 產生很大的熱量，造成了能量的浪費，還需要一個冷卻系統。另外，磁粉制動器提供的負載 轉矩的控制精度不高，也很難進行動態調整。當卷繞半徑在不斷發生變化的情況下，需要通 過動態地調整負載轉矩來保證張力的恒定，在這種情況下，磁粉制動器將無法滿足要求。 本項目提供一種基于永磁同步電動機的負載轉矩控制裝置，該裝置可以實現轉矩、張力 動態調節。該裝置可以將永磁同步電動機所產生的電能通過逆變的方式回饋電網，實現了節 能，也省掉了冷卻系統。 主要性能指標 1、 轉矩控制范圍：0.1Nm至50Nm 2、 最高開卷轉速： 1500RPM 3、 速度控制范圍：1：5000 4、 系統功率因數：大于0.98市場前景 轉矩或張力系統在工業控制領域有著廣泛的應用，諸如造紙、印刷印染、包裝、電線電 纜、光纖電纜、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠、冶金等行業都要進行精確的張力控46 制，以提高產品的質量，而張力控制是以轉矩控制為前提的，目前國內尚沒用高精度和高動 態品質的張力控制技術和裝置。因此，本項目極具推廣應用前景。本項目涉及的主要技術已 申請國家發明專利。 

我們對如何通過預測控制的各要素設計，提升逆變系統的性能指標，進行研究，取得了良好的成果。對LCL型三電平逆變系統，我們在分析系統指標與系統控制量之間關系的基礎上，設計了相應的基于個離散控制量的預測控制器，為解決該類非線性約束優化在線計算量大的問題，基于分值定界的思想提出了相應基于DSP的快速算法。為進一步提升逆變系統的效率等指標，我們提出了變系數的光伏逆變預測控制器，在目標函數中對電流跟蹤和大電流時開關動作的抑制實現了統一，設計了相應的系數表達式并給出相關算法和實驗結果。我們進一步研究了基于預測控制的微電網系統的調度問題，針對微電網群系統集中式優化計算量巨大的問題，我們從結合ADMM，從給出了系統的分布式預測控制器并對其在線迭代算法并進行了研究和驗證。同時，我們對無線并聯型逆變系統的穩定性進行了分析。達到了預期研究目標。

鹽堿、干旱、高溫、凍害和洪澇等逆境脅迫嚴重影響作物的正常生長發育，是造成農作物減產和品質下降的主要原因之一，嚴重影響 農業的可持續發展。另一方面，對于糧食作物和多數經濟作物來說， 其功能葉片中的同化產物和衰老葉片中的營養物質不斷向產量器官 的轉運，對作物產量和品質性狀的形成具有重要的作用，作物的過早 衰老不僅直接影響糧食作物的產量和品質等要素，對于綠葉類作物和 觀賞花卉還會影響到其貨架壽命以及觀賞價值等。 克隆葉片衰老和逆境抗性相關基因，并利用生物工程技術調控其 在主要經濟作物中的表達方式和表達水平，是提高和穩定作物產量、 改善作物品質性狀的有效手段，具有重大的經濟效益和社會效益。然 而，很多衰老或逆境抗性相關基因在植物細胞中高表達后，在增強轉 基因植株對特定脅迫的抗性、延緩植株衰老的同時，往往伴隨著對植 株正常生長和發育的不利影響，如導致植株矮小、生長遲緩或產量下 降等，導致該基因無法直接應用于抗逆作物的培育。如果可以特異性 地表達這些基因，讓它們在特定的發育階段或脅迫條件下高表達，而 在正常的生長過程中維持在較低的基礎水平，可以大大提高它們在基 因工程中的應用性。 課題組前期克隆了一個植物葉片衰老的負調控因子。在轉基因植 物中過表達該基因可以顯著延緩植物的衰老，并賦予植物對高鹽、干 旱等脅迫的抗性，但是，轉基因植物的生長發育受到明顯抑制，導致 該基因無法被直接應用于抗逆作物的育種工作。課題組前期還分離鑒 定了一段含有 14 個氨基酸的多肽序列，命名為 WX01。我們對 WX01 的功能研究發現其包含獨特的蛋白降解信號，能夠響應發育與環境信號，在轉錄后水平調控與它融合的目的蛋白的穩定性，從而使目的蛋 白在光下正常旺盛生長的植株中降解、但在啟動衰老或者高鹽、高溫 和失水等多種逆境脅迫條件下特異積累。我們利用 WX01 與前述衰 老負調節因子構建了融合基因 WX02，并轉入模式植物擬南芥中，發 現該融合基因可以恢復衰老負調節因子積累造成的植株矮小、生長抑 制的表型，但是保留了其延緩衰老、促進光合和提高轉基因植物對高 鹽、干旱等逆境脅迫的抗性的功能。課題組進一步將 WX02 融合基因 轉入經濟作物大豆中進行功能驗證，獲得了可穩定遺傳的多個株系單 拷貝純合轉基因大豆材料。對轉基因大豆的表型分析同樣證明， WX02 轉基因大豆對高鹽、干旱脅迫的抗性顯著提高。上述研究結果 表明 WX02 融合基因在抗逆轉基因作物新品種培育中具有重要的應 用價值。圍繞該項目已經申請了 2 項國家發明專利，1 項國際 PCT 專 利，其中 1 項國家發明專利已經獲得授權。 

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