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张碧陶

作者: 时间:2020-10-22 点击数:

姓名:张碧陶   职称:副研究员  

研究的领域(Field Research)

张碧陶博士主要从事运动控制系统及伺服系统的建模、协同控制理论和过程监测的研究,特别是在具有批次过程的电机智能控制领域,获得了以下的有益研究成果:

(1)首次把分数阶滑模控制理论应用到永磁同步电机的控制,并提出了系统的设计方法以及从机理上分析了分数阶滑模控制算法优于传统整数阶滑模控制方法。(该成果发表的论文入选中国精品科技期刊顶尖学术论文--领跑者5000(F5000)

(2)首次在分数阶微积分领域,把二维系统理论引入到永磁同步电机的控制,提出了从宏观和微观两个维度同时优化控制系统性能的控制方法。(团队在批次过程二维控制领域处于国际领先水平

主授课程(Courses Offered)

 

教育经历(Education)

 

工作经历(Experience)

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科研项目(Resesrch Projects)

张碧陶博士作为项目负责人承担了国家、广东省重大专项和自然科学基金和广州市重大专项及企业委托攻关专项等多项项目,项目总经费达800多万元,作为主要参与人员完成国家重点项目、广东省、广州市和高新技术企业等多项攻关项目,具体项目列表如下:

(1)       国家科技部,国家重点研发计划项目,2019YFB1704904,高分子产品混合制造产线智能决策与管控技术,2019-12至2022-11,1105万,在研,任务负责人;

(2)       广东省科技厅,数控一代机械产品创新应用示范工程专项,2012J5100032,面向数控注塑机的高性能全数字伺服驱动技术及装置,2014-01至2016-05,200万,已结题,主持;

(3)       香港科技大学-碧桂园集团联合攻关项目:基于六轴机器人的无标定视觉伺服系统,2020-7-8至2021-9-8,300万,在研,主持。

(4)       广州市科技局,对外合作专项,基于二维智能控制技术和超级电容储能技术的高效电梯系统,201508030040,2015-01至2017-12,200万,已结题,第二负责人;

(5)       广州市南沙区科技工业和信息化局,2016GG017,高效智能光伏储能系统研发及应用示范,2016-10至2018-09,300万,已结题,参与;

(6)       广东省科技厅,自然科学基金项目,2015A030310266,基于二维分数阶微积分理论的间歇过程建模方法与优化控制研究, 2015-8至2018-8,16,已结题,主持

(7)       广州市科技局,广州市行业工程中心专项,广州市塑料加工行业智能化工程技术研究中心,2012-07至2015-07,72万,已结题,参与。

(8)       企业项目,锁芯组装自动化生产线控制系统,2014-07至2015-07, 36万,已结题,主持

(9)       企业项目,钥匙组装自动化生产线控制系统,2014-09至2015-09, 20万,已结题,主持

(10)    中央财政支持发展项目,电气驱动与控制技术研究平台建设,3301740072, 2017-08至2019-12,212万,已结题,主持

(11)    广州市基础研究计划基础与应用基础研究项目:面向机器人的伺服系统二维建模及优化控制,202002030323,2020-4至2022-3,25万,在研,主持

(12)    佛山香港科大专项:PE/PPR给水管件产线智能管控系统的研发与应用示范,2020-3-1至2022-2-28, 800万,在研,参与。

(13)    广州市南沙区技术攻关项目,高效智能锂电池管理系统关键技术攻关及示范应用,2015-9至2017-8,300万,结题,参与。

(14)    南海香港科大专项,精密医用导管及先进生产控制技术的研发与产业化,2018-10-1至2020-9-30,350万,在研,参与。

著作论文(Major Publications)

张碧陶博士以第一作者在SCIEI收录的高水平国际期刊和会议上发表论文20篇,申请专利近60项,软件版权1项,参与撰写专著1本。百度学术统计国内发表论文他引次数超过210次,ResearchGate统计国际发表论文他引次数超过176次。论文他引总次数超过380次。著作列表如下:

发表论文

[1]BiTao Zhang*, YouGuoPi, YingLuo. “Fractional order sliding-mode control based on parameters auto-tuning for velocity control of permanent magnet synchronous motor.” ISA Transactions 51 (2012)649–656. (SCI)

[2]BiTao Zhang*, YouGuoPi. Enhanced robust fractional order proportional-plus-integral controller based on neural network for velocity control of permanent magnet synchronous motor. ISA Transactions.52(2013)510-516 (SCI)

[3]B.T.Zhang* Y. Pi. “Robust fractional order proportion-plus-differential controller based on fuzzy inference for permanent magnet synchronous motor.” IET Control Theory & Applications, 2012, Vol. 6,Iss. 6, pp. 829–837. (SCI)

[4]Bitao ZHANG*, Youguo PI. “Integration of Fuzzy and Sliding Mode Control Based on Fractional Calculus Theory for Permanent Magnet Synchronous Motor.” PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 87 NR 11/2011 251-255.(SCI)

[5]Bitao ZHANG*, Youguo PI. “Design of Fractional Order Sliding Mode Controller Based on Parameters Tuning.” PRZEGLD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R.88 NR 10a/2012 172-175. (SCI)

[6]张碧陶*,皮佑国. “永磁同步电机伺服系统模糊分数阶滑模控制.” 控制与决策.2012. Vol. 27 No.12,1-6. (EI)

ZHANG Bi-tao, PI You-guo. Fractional order fuzzy sliding mode control for permanent magnet synchronous motor servo drive. Control and Decision. 2012. Vol. 27 No. 12,1-6. (EI)

[7]张碧陶*,皮佑国. “基于分数阶滑模控制技术的永磁同步电机控制.” 控制理论与应用.2012. Vol.

29 No. 9,1193-1197. (EI)(入选中国精品科技期刊顶尖学术论文--领跑者5000(F5000))

Bitao Zhang*, Youguo Pi. Fractional order sliding-mode control for permanent magnet synchronous

motor. Control Theory & Applications. 2012. Vol. 29 No. 9,1193-1197. (EI)

[8]张碧陶*,皮佑国. “基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机控制.” 华南理工大学学报( 自然

科学版). 2012,Vol.40 No.3,126-130.(EI)

Bitao Zhang*, Youguo Pi. Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Fuzzy Fractional-Order Sliding Mode Control. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition). 2012,Vol.40 No.3,126-130.(EI)

[9]Bitao Zhang*, Youguo Pi. “Hybrid First and Second Order Sliding Mode Control for Permanent Magnet Synchronous Motor.” The 2012 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics July 11-14, 2012, Kaohsiung, Taiwan, pp.1000-1004. (EI)

[10] Bitao Zhang*, Youguo Pi. “Enhanced Sliding-Mode Control For Permanent Magnet Synchronous

Motor Servo Drive.” 2011 Chinese Control and Decision Conference (CCDC).pp,122-126. (EI)

[11]Bitao Zhang*, Youguo Pi. “Velocity Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on

Second-Order Sliding-Mode Technology.” 2010 International Conference on Digital Manufacturing &

Automation. pp, 893-897. (EI)

[12]张碧陶*,高福荣. “集成神经网络与自适应算法的分数阶滑模控制.” 控制理论与应用.(中国自动化学会中南六省(区)2015年第33届学术年会优秀论文)。2016,Vol.33 No.10,1373-1377 (EI)

Bitao Zhang*, Furong Gao. Neural Network and adaptive algorithm-based fractional order Sliding Mode Controller. (EI)

[13] Bitao Zhang, Haoduo Wang. Active Disturbance Rejection Controller Design for PMSM. 2016 CCDC.pp:3240-3243 (EI)

[14] 张碧陶*,高福荣. 基于参数整定的永磁同步电机分数阶滑模控制. 中国自动化学会中南六省(区)2015年第33届学术年会.

[15]张碧陶 “高分子材料成型过程的伺服电机建模及控制”.2016第十三届先进成型与材料加工技术国际研讨会。

[16]张碧陶,高伟强,沈列,阎秋生. “S 曲线加减速控制新算法的研究.” 机床与液压. Vol·37

No·10.2009.27-29.

[17]张碧陶,高伟强,沈列,阎秋生. “数控连续区域短轨迹代码加减速处理算法研究.” 机电工程技术 2009,38(1),64-66.

[18]张碧陶 “基于迭代学习的永磁同步电机快速在线建模”.2017第十三届先进成型与材料加工技术国际研讨会。

[19]张碧陶 “高分子材料成型过程的分数阶伺服电机控制”.2018第十三届先进成型与材料加工技术国际研讨会。

[20]张碧陶,庞振全. “融合强化学习和关系网络的样本分类.” 计算机工程与应用, 2019,36(1),23-26.

专著

[1] 张碧陶《“数控一代”案例集(广东卷)案例12,中国科学技术出版社。

专利或软件著作版权

发明专利

[1] 张碧陶、高福荣,两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构及控制方法,2012.11,中国,专利号:201210475637.7

[2] 张碧陶、高福荣,注塑机用多功能机械手装置和注塑产品质量全检方法,2012.12,中国,专利号:201210566213.1

[3] 张碧陶、高福荣, 基于电容检测技术的数控加工代码自动生成方法及系统, 2013.10,中国,专利号: 201310277340.4

[4] 张碧陶、高福荣,一种自锁自保压注塑模具, 中国,2013.11,专利号:201310633978.7

[5] 高福荣、张碧陶,高效立体注塑工厂和高效注塑生产的方法,中国,专利号:201310058820.1

[6] 张碧陶、高福荣,一种分数阶PI 控制器的参数在线自整定方法及系统,中国,专利号:201410127342.X

[7] 张碧陶、高福荣,融合滑模控制和分数阶神经网络控制的伺服电机控制方法,中国,专利号:201510033870.3

[8] 张碧陶、高福荣,一种基于分数阶预测器的无时滞鲁棒伺服电机控制方法, 中国,专利号:201510320876.9

[9] 张碧陶、高福荣,一种注塑自动化生产系统及智能生产方法, 中国,专利号:201510319769.4

[10]张碧陶、高福荣, 一种注塑设备自适应控制系统及控制方法. 中国,专利号:201510501992.0

[11]张碧陶,一种基于软测量的无传感器永磁同步电机控制方法.中国,专利号:201510863619.X

[12]张碧陶,一种面向机械手的节能控制方法及装置.中国,专利号:201510777789.6

[13]张碧陶,一种基于广义坐标的机械手高精度定位方法.中国,专利号:201510780727.0

[14]张碧陶,一种伺服驱动器的柔性控制方法.中国,专利号:201510796499.6

[15]张碧陶,一种运动控制器与伺服驱动器协同控制系统.中国,专利号:201510797100.6

[16]张碧陶,一种多轴移动机器人的集成式伺服驱动系统.中国,专利号:201510797232.9

[17]张碧陶,一种基于机器视觉扫描成像的高精度运动定位方法及装置.中国,专利号:201510815806.0

[18]张碧陶,一种基于软总线的协同数控系统.中国,专利号:201510831343.7

[19]张碧陶,一种面向机械手的多轴伺服驱动系统无线通信方法.中国,专利号:201510846915.9

[20]张碧陶,一种机器视觉与运动控制器、伺服驱动器集成控制系统.中国,专利号:201510852977.0

[21]张碧陶,一种双核伺服驱动系统及伺服电机在线建模方法.中国,专利号:201510867409.8

[22]张碧陶,基于多维信息监测的伺服驱动系统故障预测以及诊断方法.中国,专利号:201510867836.6

[23]张碧陶、高福荣,一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法. 中国,专利号:201610014122.5

[24]张碧陶、高福荣,用于控制伺服电动机的物理信息系统及其控制方法. 中国,专利号:201610012679.5

[25]张碧陶、高福荣,一种用于注塑机的可变频控制磁悬浮螺杆机构. 中国,专利号:201610925704.9

[26]张碧陶、高福荣,一种注塑机全闭环自适应控制方法. 中国,专利号:201611154553.8

[27]张碧陶  一种用于自动化组装生产线的全数字控制系统. 中国,专利号:201710524908.6

[28]张碧陶  一种集成运动控制和逻辑控制的数控系统. 中国,专利号:201710524910.3

[29]张碧陶  注塑过程控制方法及系统. 中国,专利号:201810570496.4

[30]张碧陶  一种对电机快速变速时的节能控制方法及系统. 中国,专利号:201711125265.4

[31]张碧陶  一种分数阶迭代滑模控制方法、控制系统及装置. 中国,专利号:201711123134.2

[32]张碧陶  一种基于模型预测控制的闭环建模方法及装置. 中国,专利号:201711123125.3

[33]张碧陶  一种面向重复运动的双向控制系统及加工设备. 中国,专利号:2017111124347.7

[34]张碧陶  一种驱动控制系统及电动车. 中国,专利号:201711128345.5

[35]张碧陶  钥匙牙花识别方法. 中国,专利号:201711141996.8

[36]张碧陶  一种电子锁剩余电量的预测方法及其预测系统. 中国,专利号:201711131541.8

[37]张碧陶(排名第2)  交流伺服电机的电流预测控制方法及其系统. 中国,专利号:201711141971.8

[38]张碧陶(排名第2)  一种新能源汽车的开环控制方法. 中国,专利号:201711141963.3

[39]张碧陶(排名第2)  汽车电机的负载转矩预测方法及装置. 中国,专利号:201810018720.9

[40]张碧陶  二维优化电液伺服系统及其实现方法. 中国,专利号:201810376582.1

[41]张碧陶  注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置. 中国,专利号:201810376565.8

[42]张碧陶  新能源汽车的变速机构及控制方法. 中国,专利号:201810496968.6

[43]张碧陶  永磁同步电机电气参数自动识别方法及系统. 中国,专利号:201810496967.1

[44]张碧陶  永磁同步电机矢量控制死区补偿方法及系统. 中国,专利号:201810495729.2

[45]张碧陶、高福荣,基于分数阶迭代学习的伺服电机控制方法及系统. 中国,专利号:201810392345.4

[46]张碧陶、高福荣,永磁同步电机温升预测及保护方法、系统和装置. 中国,专利号:201810393534.3

[47]张碧陶、高福荣,伺服电机的间接矢量控制方法、系统和装置. 中国,专利号:201810507203.8

[48]张碧陶、高福荣,伺服电机角度补偿方法、系统和装置. 中国,专利号:201810507201.9

[49]张碧陶、高福荣,永磁同步电机温升预测及保护方法、系统和装置. 中国,专利号:201810393534.3

[50]张碧陶、高福荣,永磁同步电机电流控制方法及系统. 中国,专利号:201810524932.4

实用新型

[1] 张碧陶、高福荣,高效立体注塑工厂,2013.2,中国,专利号:201320087452.9

[2] 张碧陶、高福荣,注塑机用多功能机械手装置,2012.12,中国,专利号:201220714992.0

[3] 张碧陶、高福荣,一种立体注塑工厂,中国,专利号:201320087429.X

[4] 张碧陶、高福荣,两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构,2012.11,中国,专利号:201220620287.7

[5] 张碧陶、高福荣,一种基于电容检测技术的数控装置,中国,专利号:201320393599.0

[6] 张碧陶、高福荣,一种面向注塑机的磁悬浮螺杆机构,中国,专利号:201621150684.4

[7] 张碧陶、高福荣, 电液伺服系统,中国,专利号:201820603567.1

软件版权

[1] 张碧陶 注塑专用伺服物联监控系统

社会兼职(Social Appointments)

香港科技大学霍英东研究院 高级顾问

中国创新创业大赛评委

广东省科技成果评价专家

广东省项目评审专家

山东省科技奖评审专家

SCI 检索期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics, IEEE Transactions on Control Systems Technology、ISA Transactions 等和EI检索期刊:《自动化学报》英文版、《西安交通大学学报》自然版、《控制理论与应用》等的审稿人。


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