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电机电器及控制重点学科“九五”期间建设总结
时间:2015-12-01 14:27:18 点击数:0 来源:暂无


一、项目形成及项目建设总体目标与内容简述

    电气工程系创建于1958年,经过43年的建设与发展,已具备较好的建设条件和基础。改革开放以来更有长足的发展。80年代本学科电机、电器硕士点及电器博士点相继建立,电机与电器专业被省列为重点专业,并按重点大学的录取分数线进行招生。90年代本学科在低压电器、高效节能电机的研究方向已形成了一定的优势,是国内地方大学中实力较强,办学效益较高,初具特色的学科。1995年经福建省人民政府组织专家评审,电机电器及控制学科被列入福建省“211工程”重点学科。

    本学科建设的指导思想是:以邓小平的理论和党的十五大精神为指导,根据“211工程”建设要求结合本省社会经济、科技发展的实际,以解决本省经济建设中的重大科技问题为目标,拼搏上进,力争一流,全面提高教育质量和办学效益。建设的总体目标是:以处于学科前沿的4个研究方向为主要研究内容,紧紧结合本省国民经济建设,做有关企业的后盾,以解决本省经济建设中的重大科技问题为目标,使学科建设更上一层楼。

    我们不仅要培养建设一支高素质的、各类人员配置合理的学术梯队,还将建成国内一流的力争能与国际接轨的研究中心,如高水平的高频磁元件应用研究中心、智能电器研究中心,此外,还有我省先进的、功能强的电机测试中心,充分利用这些研究条件以获得一批可转化为生产力的优秀科技成果,从而将本学科建成国内先进、某些研究方向在国际上有一定影响,总体水平居国内地方大学一流水平的学科。

    项目建设内容简述如下:

    1、建设一支以博士生导师为学术带头人的素质优良、结构优化、人员精干、高水平的师资队伍。

    2、以博士点作为学科建设的龙头,增加硕士点,提高整体办学水平,增强学科的综合实力。在博士点的建设中,突出以前沿为目标,适应经济建设的需要,发展自己的学术优势,走教学与科研相结合道路,出人才,出成果。

    3、努力为本省经济建设服务。面向经济建设主战场,坚持产学研结合,突出适应本省经济建设的需要,努力完成为地方经济建设和科技进步服务的各项任务,成为本省科技进步的支撑。

二、项目管理运行机制及效果简述

    本学科建设的各项工作,严格根据国家和学校有关“211工程”建设的规定进行。我们组成了由系党政主要领导、学科带头人、各研究方向的学术负责人参加的学科建设领导小组。发扬民主,集中管理。领导小组定期研究并统一学科建设和管理工作。重大建设问题必须经领导小组讨论,学科带头人和行政负责人签署后方可执行。资金安排计划在学校有关规定的政策范围内保证重点,专款专用,使能出成果,对省经济建设有重大影响的项目能得到可靠的、及时的资金支持。在资金使用中,贯彻实用、高效、节约的原则,并统一由行政负责人审批,具体建设项目都必须有专人负责并定期检查执行情况。对大型精密仪器设备的购置严格按照专家论证、学校审核、上报审批、招标采购、安装验收等程序进行。对重大建设项目还签定了《福州大学“211工程”建设项目计划任务(责任)书》,以进一步明确责任。实践证明,上述管理运行机制的实施,大大调动了有关人员学科建设的积极性和主动性,对本学科各个建设项目按质按量完成并立即产生效益起积极作用,对提高电气工程系的教学、科研工作及整体管理水平也有良好的影响。

三、项目建设总体目标与内容完成情况简述

    我们将处于学科前沿的电器智能技术与在线监测技术、电机系统的节能与控制技术、高频电力电子磁技术和综合自动化系统建模与控制等4个研究方向作为主要建设内容,以解决本省经济建设中的重大科技问题为目标,紧密结合本省国民经济建设,做相关企业的技术后盾,培养建设一支高素质的结构合理的学术梯队;建成国内一流并与国际接轨的高频磁元件应用研究中心和智能电器研究中心以及省内先进的、功能强的电机测试研究中心,充分利用这些研究条件以获得一批可转化为生产力的科技成果,从而将本学科建设国内先进,某些研究方向在国际上有一定影响,总体水平居国内地方大学一流水平的学科。

    本学科自1996年建设以来,以博士点建设为重点,紧紧围绕上述4个研究方向进行高水平学科前沿的研究。在学科梯队建设、科学研究及为经济建设服务方面都取得了很好的成绩。我们新增了两个工学硕士点,新建一个工程硕士点,加强了博士点的基础,博士生导师原由一位年近70岁的教师现发展为5位,其中2位为目前我校最年青的博士生导师。以博士生导师为学术带头人建成了一支素质高、结构合理的师资骨干队伍。我们在人工智能电器、电力电子高频磁技术、高效电机与节能控制器等方面开展了开创性的研究,承担了以国家863计划项目为代表的高水平的研究项目,获得了一批有影响的学术成果。我们根据省里的需要,急企业所急,以科技为支撑,为我省经济建设作出了新的贡献。本学科建立了国内先进的智能电器研究中心、高频磁元件应用研究中心及省内先进的电机测试中心,这些研究条件的形成,为我国和本省电机电器及控制领域的研究、生产作出贡献,发挥了重要作用。五年来的重点建设,使本学科研究的总体水平已进入国内先进行列,某些研究方向达到国际水平。

四、具体指标及实现情况

可行性研究报告中提出的该学科建设主要指标是:建成技术水平高的研究测试条件,并具备承担重大科技攻关项目的能力;获得一批科研成果,其中重大科技成果3项以上;努力申报“控制理论与控制工程”博士点;发表论文150篇,出版专著2—3部;鉴定项目10项以上,力争获省部级以上奖3项,争取科研经费400万元;培养博士生12名;建成一支学术水平高、结构合理的学术梯队,其中年青人全部具有硕士以上学位;加强学术交流,选派3—4名教师出国进修或合作研究;积极为经济建设服务,与我省相关企业建立稳定的产学研合作关系。

    经过五年的建设,本学科已建成通断能力达三相420V、25kA:726V、14.5kA的具有先进数采系统与PLC控制系统的低压电器试验站。在此基础上,结合系列智能电器研究,形成具有国内先进水平的智能电器研究中心。初步建立了高频磁元件应用研究中心和电动车驱动专用大型电机节能与控制实验室。五年共承担科研项目136项,其中国家级9项、省部级90项;争取科研经费1148万元,获省部级以上奖14项;发表论文262篇,其中被EI、SCI、ISTP收录9篇;出版专著5部,鉴定项目15项,获专利7项;五年共招收博士生21人,硕士生132人,已培养毕业博士生8人,硕士生38人;已建成以博士生导师(现有5人)、教授为学术带头人的素质高、能力强的科研队伍,学科现有高级职称36人,占学科总数的72%;具有博士学位8人,硕士学位27人,梯队中硕士学位以上占70%,其中年青人全部具有硕士以上学位,另有6人正在职攻读博士学位;先后派员前往美国、西班牙、香港等地进修或合作研究;与日本长崎大学、美国俄亥俄州立大学、美国VPEC、香港大学、澳门大学等建立了学术交流与合作关系;与闽东电机研究所、南平电机厂、福安电机城、温州德力西集团、福州天宇集团、台达集团等企业建立长期合作或研发关系,签订了产学研协作协议。五年中,本学科共主办全国学术会议2次,参加国际学术会议20人次。

五、建设经费到位及使用情况简述

    “九五”期间,实际到位建设经费共计1203.7万元,其中省政府投入714万元,学校自筹489.7万元;截止到今年4月已完成投资1181.5万元,其中用于设备购置732.64万元,用于实验室改造及维修120.44万元,用于梯队建设、人才培养和学术交流等328.42万元。

六、建设成果效益及标志性成果

    我们学科的建设效益是显著的,在已建成的先进实验手段的支持下,我们的博士点建设得到了加强,具备承担以863计划项目为代表的高水平和较大强度的科研项目的能力,在直接为经济建设服务方面也取得了明显的效益,而且重点学科的建设也促进了本科教学和产学研的开展。我们在校外建立了多个教学实践基地,解决了学生实习场地,加强了学生实践能力的训练,提高了本科教学质量。

    下面就4个方向的具体效益简述如下:

电器智能技术与在线监测技术研究方向:该方向在多年研究的基础上,进行电器器件、成套电器的智能技术与在线监测技术的研究,采用最新优化理论(如模糊、GA等理论)、综合计算机技术、电力电子技术、传感技术、电器技术,开发系列的高水平智能电器及智能监控、保护与信息网络系统,尤其是正在开发有代表性的高集成智能CPS产品,并与省内外企业合作生产,推广应用;建成了达到国内先进水平的“低压电器试验站”;首先提出了人工智能电器与软保护的概念,且取得阶段性成果:即首次进行了电磁电器的人工智能设计;研制了高精度、高动态响应、具有全面动态参数可视化功能的光机电电磁电器动态测试装置,解决了该领域的一大难题。该研究方向不仅首次提出了电器软测量技术及基于参数估计的电器动态特性数据融合技术,而且将其应用于该装置的研制中。此外,该研究方向还进行了系列智能电器的研究,并取得可喜的成绩,其中有3项成果获省部级科技进步三等奖,获专利4项,“ZC型分布式计算机自动抄表系统” 已通过鉴定,并投入生产(已安装运行3万多台);“智能交流接触器”、“智能电机全保护装置”、“新型智能混合式交流接触器”、“高性价比微电子型热继电器”、“光机电电磁电器动态测试装置”等7项成果正准备鉴定,投入市场。目前,该研究方向正在进行高水平的具有早期预测、限流、控制、保护的高集成化CPS研究。在上述研究内容中,整体研究水平已处于国内先进水平,某些内容达到国际水平。

    电机系统的节能与控制技术研究方向:该方向致力于电机及其系统的结构性能内部关系、控制策略及运行问题的研究。综合采用电力电子技术、自动控制技术、计算机技术,逐渐从单纯的电机本体研究扩大到对整个电机系统研究,从电机内部电磁场关系及参数优化,发展到系统内各部分之间最优分配和系统运行品质的提高。该方向提出交流电机系统从能量关系看包含了有功和无功两个系统,它们之间的合理匹配在电机设计时可获得最好的材料利用率,在电机运行时能得到最佳运行效益。根据这个理论,该方向开展了高效电机和节能型控制器的研究,并取得进展。“中小型电机系统技术测试实验室”的建设已启动;“电动车驱动专用大型电机节能与控制实验室”已初步建成。本方向完成了省自然科学基金的研究并获得专利1项,2项研究成果获得省科技进步三等奖。其中获得省科技进步三等奖的“SMER型微机励磁调节器”在运行单位创直接经济效益1亿多元。

    高频电力电子磁技术研究方向:该方向主要致力于开拓在国内属开创和领先地位的研究领域,完成应用基础性建设和开展应用基础性研究,建立了一支高素质、年轻化的研究队伍,初步建立了高频磁技术应用研究中心,成立了具有独立承担较高难度的工程开发项目能力的福州大学电力电子研究所。该研究方向的特色是:将现代电力电子技术与电机电器结合起来,在国内领先创立了这一学科的前沿研究方向——电力电子高频磁技术,形成以高频磁技术在电力电子电路中的应用、高频电力电子技术柔性处理低频电磁问题的两类有特色的研究课题,拓展了电机电器及控制重点学科的研究深度与广度,大大提高了我校在我国电力电子学科教学、研究和在国内工业界的知名度。目前,该研究方向已与国内一些电力电子厂商建立了合作研发关系;五年中,获省部级科技进步奖3项;获2项专利;编写著作1本;已培养了5名博士和5名硕士;承担了2个国家、7个省纵向项目和10个横向研究开发项目,利用资金100万元。

    综合自动化系统建模与控制研究方向:该方向主要围绕“先进的控制理论及其应用”方面进行研究。在不确定性系统的鲁棒H控制与滤波研究方面,取得一定成绩。开拓了“不确定性系统的鲁棒迭代学习控制” 新的研究领域。该方向除了完成863计划项目、省自然科学基金重点项目和其它省级科研项目外,获6项省科技进步三等奖。另外,还申请到国家自然科学基金项目和教育部高等学校骨干教师资助计划项目各1项。

标志性成果:

国家863计划项目“电子产品创意设计的预测和评估”1998年国家验收评为A级。

国家863计划项目“福州人造板厂CIMS应用示范工程”2000年通过国家验收,项目主持人于2001年2月被评为国家863计划CIMS先进个人。

建成达到国内先进水平的“低压电器试验站”。

建立“高频磁技术应用研究中心”。

七、存在的主要问题及今后发展思路

回顾五年来的建设,我们的学科建设主要存在以下几方面问题:

    1、学科建设的方向相对分散,不利于将精力集中于主要方向上。

    2、经费强度不足,而且到位时间偏后,因此在确定时间内效益尚未充分发挥。

    3、梯队建设仍需加强,特别要在合理结构和提高素质方面继续狠下功夫。

    今后发展思路:

    在“211工程”一期建设成功的基础上,我们要继续努力,使学科建设更上一层楼,面对今后的发展,我们的基本思路是:发扬优势,组织协同,抢占制高点,开创新产业。

    发扬优势:利用我们在国内已取得的在低压电器及其智能化和高效节能电机研究方面的优势及率先开展高频磁元件技术研究的特点,我们确定在下一阶段的建设中,以电动车驱动电机及控制技术、电力电子高频化与集成电器这两个方向为重点以带动整个学科建设,使能跻身全国高校一流水平。

    组织协同:电动车技术与高频磁元件技术就电工学科而言牵涉到电机、电器、电力电子、供电、自动化、仪器仪表等各分支,在电工学科以外牵涉到材料、化工、机械等学科。我们的发展必将带动相关学科及其分支的发展,他们的进步也是对我们很大的支持。因此我们要十分重视各学科间的协同,电动车研究中心、高频磁技术应用研究中心等研究实体就是为此目的而筹建的。

    抢占制高点:电动车和高频磁技术都是国内外关注的前沿和热点问题,我们与国内外的研究单位大体处于相同的起跑线上,但我们有自己的优势,我们拟在电动车专用电机及其控制方面,抢占制高点,开发研究效率高,瞬时力矩大的电动车专用驱动电机及节能控制器,提高蓄电池的使用寿命,延长一次充电使用时间,在技术指标上达到国内领先水平。在高频磁元件技术方面,我们将在高频磁集成、薄膜磁材料、磁封和电磁干扰这几个前沿技术的开发上,抢占制高点,并重点开发低压大电流直流/直流功率变换器、电力电子集成电器和绿色新型照明电源控制器。

开创新产业:我们确定的两个重点研究方向都是具有很强开发能力的方向。我们从一开始就要着眼于发展出产业来,为我省我国的经济建设做出扎实的贡献。

我们建设总体目标是要把本学科建设成我省重要的科技发展基地,并具有明显特色,达国内高校一流水平的学科。为达到这个目标,我们要继续加强学术队伍的建设,特别要建成有一定规模、结构合理、素质高,有较强科研攻关能力和较高学术水平的师资队伍。同时,我们要继续加强、充实和改善我们的研究手段,以一流的实验条件,做一流的科研工作,创造一流的业绩。


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