周　凯
博士 教授/博导
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zhoukai@tsinghua.edu.cn
李兆基科技大楼A832





教育背景
工作履历
教学工作
科研工作
论文与专利
奖励与荣誉

清华大学博士研究生毕业，获工学博士学位


1990~2012，先后任清华大学精仪系讲师、副教授、教授、博士生导师
2013~至今，任清华大学机械工程系教授、博士生导师


主讲研究生专业课《计算机数控技术》
负责研究生专业基础课《现代机电测控技术》规划与建设
指导博士研究生5人，博士后1人


一、承担和完成的国家和国际合作项目
国家863计划项目：飞行器制造的误差预测与智能工装研究
国家863计划项目：网络环境下机器人化敏捷加工系统的研究
国家863计划项目：CIMS单元层动态调度系统研究
国家863计划项目：智能制造控制系统研究
国家自然科学基金项目：超导驱动、信息制导的新型机床构造原理与实现技术研究
国家自然科学基金项目：飞行器大型薄壁件柔性定位/夹紧系统优化设计的动态自生成研究
国家自然科学基金项目：制造业信息化中制造信息差原理及其应用研究
国家自然科学基金项目：基层敏捷制造中智能寻位加工技术的研究
国家自然科学基金项目：FMS动态调度智能控制系统的研究
国家数控科技攻关项目：自适应数控系统的研究
国家奥运科研攻关项目：排球拦网电子模拟训练系统的研究
高等学校博士学科点专项科研基金项目：飞行器工艺装备的机器人协调操作技术研究。
高等学校博士学科点专项科研基金项目：飞行器制造的机床工装互操作技术研究。
XX重点项目：4通道24轴XX数控机床研究
XX重点项目：龙门移动式多单元数控XX机床
国际合作项目：Modeling and simulation of X-ray imaging process in medical fluoroscopy system


二、近期主要工作
1．纳米数控系统超高频插补技术研究
2．网络化多轴/众轴运动控制系统研究
3．并行硬计算全数字交流伺服系统研究
4．网络化众核微阵列结构数控系统研究
5．无轴承超高速电主轴系统研究
6．新型五轴机床零传动驱动系统研究
7．超导驱动、信息制导的新型机床构造原理与实现技术研究
8．飞行器大型薄壁件寻位加工技术与抗变形制造系统研究
9．龙门移动式多单元数控特种机床研究开发
10．基于3D打印的新型制造装备研究与开发


三、新的研究方向
1．计算控制理论与技术研究
2．高速纳米数控系统研究与开发
3．信息机床基础理论与关键技术研究
4. 主动控制静压技术与应用系统研究
5．基于复合场的新型机床悬浮驱动系统研究
6．基于闭环控制的飞机无型架装配技术研究


取得科研成果40余项；以第一作者在国际国内重要学术刊物上发表论文100余篇；所发表论文被SCI和EI收录56篇；出版专著和教材5部。


● 代表性成果：
(1)与国际同步开展PC数控技术研究，在新一代数控系统研究方面取得突破，开发出我国首台80位实时浮点高频插补数控系统，经鉴定达到国际先进水平，与企业合作实现产品化，后续承担国家数控攻关项目和企业合作项目，研究开发出以自适应数控系统、集成化数控系统、网络化数控系统、多核微阵列结构数控系统为代表的多种新型数控系统，在生产第一线发挥出重要作用，并出版了第一本关于新一代计算机数控技术的专著《PC数控原理、系统及应用》。
(2)从事运动控制研究20余年，开发出高速总线式全数字交流伺服系统、硬计算集成化伺服系统和数字化直线与旋转零传动驱动系统，多项成果获国家发明专利，为国产高速五坐标数控机床等高档数控机床产品的发展开辟新的技术途径。
(3)创立智能寻位数控理论，研究出智能化寻位加工控制方法，主持国家自然科学基金项目“基层敏捷制造中智能寻位加工技术的研究”和国家 863计划项目“网络环境下机器人化敏捷加工系统的研究”，先后首创自寻位数控机床、智能寻位加工系统和网络化基层敏捷制造系统，多项成果获国家发明专利。
(4)提出虚实映射联动控制理论和Stewart平台仿五轴控制方法，并在复杂机构自由度理论方面取得突破，指导的博士生获全国百篇优秀博士论文。在此基础上研究出多种数控装备新型结构，获国家发明专利，促进了新产品研发。
(5)在实时以太网研究方面取得突破，开发出具有我国自主知识产权的新型高速实时以太网系统，综合性能超过国外现场总线系统，为解决大型复杂装备的高速高精度控制问题奠定了新的技术基础。
(6)率先在国内开展FMS和CIMS实时控制技术研究，完成多项国家863计划和国家自然科学基金项目，提出解决制造系统动态调度问题的规则数量化控制理论和动态调度智能控制方法，研究开发出中国首套CIMS动态调度控制系统，经鉴定达到国际先进水平，为我国CIMS技术的发展作出贡献。
(7)提出弹性体曲面定位原理和弹性工件刚性化制造技术，在国际上率先开展机床工装互动理论与互操作技术研究，为解决大型复杂产品高质高效制造问题开辟新的研究方向。
(8)主持多项有关飞行器制造装备和制造系统的国家863计划和国家自然科学基金项目，首创具有120个运动轴的机器人化智能工艺装备系统，获多项国家发明专利，为解决大型飞行器复杂曲面薄壁件的高质高效制造问题开辟新的途径。
(9)研究开发8通道48轴龙门/地桥双移动式新型数控机床，为解决飞机制造实际问题开辟新途径。
(10)率先在国际上开展超导机床与信息机床研究，并主持国家自然科学基金项目“超导驱动、信息制导的新型机床构造原理与实现技术研究”，为高端制造装备的跨越发展建立新的技术体系和科学基础。


周凯、刘成颖编著《现代制造系统》，北京市高等教育精品教材
周凯著《PC数控原理、系统及应用》，清华大学优秀教材二等奖