发明创造名称：一种高温燃烧系统燃气温度控制方法及其系统
外观设计名称：
决定号：192653
决定日：2019-10-15
委内编号：1F266394
优先权日：
申请（专利）号：201610427033.3
申请日：2016-06-16
复审请求人：河北工程大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：吴玉莹
合议组组长：谢磊
参审员：常梦媛
国际分类号：F23N1/02;F23N5/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近现有技术存在区别特征，如果该区别特征是本领域技术人员在对比文件所给出技术启示的基础上结合本领域公知常识可以得到的，并未带来预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610427033.3，名称为“一种高温燃烧系统燃气温度控制方法及其系统”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为河北工程大学。本申请的申请日为2016年6月16日，公开日为2016年8月31日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年8月6日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件4（“高速热气流模拟风洞的供油流量控制”，蔡超志，北京航空航天大学学报，第39卷第4期，第544页至第548页，公开日为2013年4月30日）和对比文件3（CN102000814A，公告日为2011年4月6日）以及本领域常规技术的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年6月16日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图；2017年12月22日提交的说明书第[0001]-[0048]段；2018年3月6日提交的权利要求第1项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高温燃烧系统燃气温度控制系统，其特征在于，包括内环控制系统和外环控制系统： 内环控制系统包括燃油流量控制系统和空气流量控制系统，分别控制进入系统燃烧室的燃油流量与空气质量； 外环控制系统包括外环温度控制系统，以温度为控制目标，以系统燃烧室为控制对象，以温度传感器为反馈量，采用基于系统逆动力学的自适应控制方法实现燃气温度的控制，其中： 所述燃油流量控制系统包括燃油流量控制器、燃油供给系统、流量传感器和比较器： 所述流量传感器安装在燃油供给系统的供油管路上，与管路连接，它获取流量信号送给比较器，用于计算误差； 所述燃油流量控制器安装在控制柜中，与燃油供给系统连接，其输出信号用来控制燃油供给系统中油泵的转速或比例阀的开度，从而实现燃油流量的控制； 所述燃油供给系统由变频电机、油泵、比例节流阀、供油管路，用来给高温燃烧系统提供燃油，安装在油泵间，与高温燃烧系统的燃烧室相连； 所述比较器用于计算燃油流量误差，内置于控制器中，与燃油流量控制器相连；所述燃油流量控制器采用PID预测控制器进行燃油流量控制，所述PID预测控制器包括模糊控制器、PID控制器、Levinson预测器：所述模糊控制器内置于燃油流量控制器中，与PID控制器相连， 主要用来实时改变PID控制器的比例、积分、微分系数；所述PID控制器内置于燃油流量控制器中，与控制对象燃油供给系统相连，主要用来控制燃油流量；Levinson预测器内置于燃油流量控制器中，与控制对象相连，主要用来预测控制对象的未来输出值；所述空气流量控制系统包括空气流量控制器、空气进给系统、空气流量传感器和比较器：所述空气流量控制器内置滑膜预测控制算法，安装在控制柜中，与空气进给系统连接，其输出信号用来控制空气进给系统中比例阀的开度，从而实现空气流量的控制；空气进给系统由空压机、气阀和管路组成，安装在气流发生间，与高温燃烧系统的燃烧室相连，主要用来给高温燃烧系统的燃烧室提供一定流量要求的气流；空气流量传感器，安装在供气管路上，与供气管路相连，用来获取空气流量信号送给比较器，用于计算误差；比较器，用于计算空气流量误差，内置于控制器中，与空气流量控制器相连；所述外环温度控制系统包括温度传感器及温度控制器，温度控制器根据期望的燃气温度获得期望的燃油流量与空气流量，然后将其输出给内环流量控制系统，温度传感器实时采集燃气温度反馈至温度控制器。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年11月16日和2018年11月19日向国家知识产权局提交了复审请求书，未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件3和4两篇对比文件均未公开本申请的以下特征：1）以温度为控制目标，以温度传感器为反馈量，采用基于系统逆动力学的自适应控制方法；2）空气流量控制器内置滑膜预测控制算法且该滑膜预测控制器用以实现空气流量的控制。该两个区别特征也不属于公知常识，因此，本申请的权利要求1具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月22日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，复审请求人并未具体阐述具体采用何种逆动力学自适应控制方法以实现外环控制，也并未对滑膜预测控制算法进行具体描述，本领域技术人员将其理解为本领域常规的逆动力学自适应控制方法以及滑膜预测控制方法，属于本领域的常规技术手段，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年6月27日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1不具备创造性。并针对复审请求人的意见陈述进行了相应答复。
复审请求人于2019年7月15日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件3没有公开以温度传感器为反馈量，采用基子系统逆动力学的自适应控制方法，空气流量控制器内置的滑膜预测控制算法不属于本领域的常规手段。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未提交修改文件，因此，本次复审请求审查决定针对的文本与驳回决定相同，即为：申请日2016年6月16日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1-图4；2017年12月22日提交的说明书第[0001]-[0048]段（第1-9页）；2018年3月6日提交的权利要求第1项。
（二）、关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近现有技术存在区别特征，如果该区别特征是本领域技术人员在对比文件所给出技术启示的基础上结合本领域公知常识可以得到的，并未带来预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
1、权利要求1不符合专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求1要求保护一种高温燃烧系统燃气温度控制系统。对比文件3公开了一种钢包烘烤控制中可变双限幅温度串级调节控制系统，同时公开了一种高温燃烧系统燃气温度控制系统，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0034]段至第[0052]段，附图1）：所述系统包括温度PID模块、煤气PID模块、运算器模块、空气PID 模块、煤气量限幅模块、空气量限幅模块、炉温模块。所述温度PID模块用于控制钢包内的温度，控制器根据温度设定值与实际测量值的比较，再经PID运算后输出当前的温度控制值。所述煤气PID模块用于控制钢包煤气管道中煤气的流量，控制器根据温度 PID控制模块输出的温度控制值与实际测量的煤气流量值比较，再经PID运算后输出当前煤气管道中的煤气流量值。所述运算器模块用于计算空气的设定值，控制器根据空气与煤气的混合燃烧比值乘以煤气的设定值得出当前空气的设定值。所述空气PID模块用于控制钢包空气管道中空气的流量，控制器根据空气的设定值与实际测量的流量值比较，再经PID运算后输出当前空气管道中的空气流量值。所述炉温模块用于控制器根据煤气流量和空气流量控制钢包内温度的输出，并作为温度采集将当前温度值反馈给温度PID模块。因此，对比文件3公开了：包括内环控制系统和外环控制系统，内环控制系统包括燃气流量控制系统和空气流量控制系统，分别控制进入系统炉中燃烧的燃气流量和空气流量，外环控制系统包括外环温度控制系统，以温度为控制目标，以系统炉为控制对象，以温度为反馈量，从而实现燃气温度的控制；所述煤气流量控制系统包括煤气流量控制器、煤气供给系统。对比文件3还隐含公开了流量控制系统还包括流量传感器和比较器，同时，为了供给煤气，所述煤气流量控制器采用PID控制器进行煤气流量控制，还隐含公开了煤气供给系统由阀和管路组成，所述煤气流量控制器与煤气供给系统连接，其输出信号用来控制煤气供给系统的开度，从而实现煤气流量的控制；比较器用于计算煤气流量误差，与煤气流量控制器相连；并隐含公开了空气流量控制系统还包括空气流量传感器和比较器，空气流量控制器与空气进给系统连接，其输出信号用于控制空气进给系统的开度，从而实现空气流量的控制；同时，为了供给空气，还隐含公开了空气进给系统由阀和管路组成，与高温燃烧系统的燃烧室相连，主要用来给高温燃烧系统的燃烧室提供一定流量要求的气流；为了测量空气流量，在供气管路上必然安装有空气流量传感器，与供气管路相连，用来获取空气流量信号送给比较器，用于计算误差，本领域技术人员还可以毫无疑义地确定比较器，用于计算空气流量误差，与空气流量控制器相连。此外，外环温度控制系统包括温度控制器，为了反馈温度，其必然还包括温度传感器，温度控制器根据期望的燃气温度获得期望的燃气流量和空气流量，然后输送给内环流量控制系统，温度传感器实时采集燃气温度反馈至温度控制器。
因此，该权利要求1的技术方案与对比文件3的区别在于：1）燃料采用的是燃油，控制的是空气的质量，将燃油流量控制器、空气流量控制器安装在控制柜中, 阀采用气阀和比例阀，比较器内置于控制器中，燃油供给系统安装在油泵间；空气供给系统包括空压机，安装在气流发生间；2）所述燃油流量控制器其输出信号用来控制燃油供给系统中油泵的转速或比例阀的开度；所述燃油供给系统由变频电机、油泵、比例节流阀、供油管路，用来给高温燃烧系统提供燃油，与高温燃烧系统的燃烧室相连；所述PID预测控制器包括模糊控制器、PID控制器、Levinson预测器；所述模糊控制器内置于燃油流量控制器中，与PID控制器相连，主要用来实时改变PID控制器的比例、积分、微分系数；所述PID控制器内置于燃油流量控制器中，与控制对象燃油供给系统相连，主要用来控制燃油流量；Levinson预测器内置于燃油流量控制器中，与控制对象相连，主要用来预测控制对象的未来输出值；3）所述空气流量控制器内置滑膜预测控制算法。因此，该权利要求的技术方案实际解决的技术问题是如何解决内环控制系统的控制过程不完善的问题。
对于区别特征1），煤气和燃油都是本领域的常规燃料，本领域技术人员进行常规的燃料替换是简单的尝试，属于本领域的常规技术手段。而控制空气的流量和质量本质是一样的，控制的均是空气的进给量，采用单位的变换是本领域技术人员的常规技术手段，将阀采用气阀和比例阀，比较器内置于控制器中均是本领域技术人员很容易想到的，将控制器安装在控制柜中，空气供给系统包括空压机也是本领域技术人员所熟知的，空气供给系统安装在气流发生间以方便统一管理、燃油供给系统安装在油泵间以保证安全也是本领域技术人员所熟知的，属于本领域的常规技术手段。因此，区别特征1）均属于本领域的常规技术手段。
对于区别特征2），对比文件4公开了一种高速热气流模拟风洞的供油流量控制，同时公开了一种高温燃烧系统燃气温度控制系统，并具体公开了如下技术特征（参见第546页第1栏第11行至第547页第1栏第27行）：包括燃油流量控制系统，燃油流量控制系统包括燃油流量控制器、燃油供给系统、管路阀组以及流量计等（结合图1的供给系统图和图4的模糊PID预测控制器流程图，本领域技术人员可以毫无疑义地确定为了测量燃油流量，流量计必然安装在燃油供给系统的供油管路上，与管路连接，为了将信号传送给控制器，必然含有流量传感器，为了修正控制器的参数，系统必然含有比较器，流量传感器获取流量信号送给比较器，用于计算误差，同时为了测量设定流量与实际流量的差值，必然设有比较器用于计算燃油流量误差并与燃油流量控制器相连）；燃油供给系统由变频器、电机泵（对应于本申请中的变频电机）、油泵、比例节流阀、供油管路组成，用来给高温燃烧系统提供燃油，与高温燃烧系统的燃烧室相连；燃油流量控制器与燃油供给系统连接，其用于控制燃油流量（结合图1的燃油供给系统，本领域技术人员可以毫无疑义地确定，公开了其输出信号用来控制燃油供给系统中油泵的转速或比例阀的开度，从而实现燃油流量的控制），所述燃油流量控制器采用模糊PID预测控制器进行燃油流量控制，所述模糊PID预测控制器包括模糊控制器、PID控制器、Levinson预测器，所述模糊控制器与PID控制器相连，主要用来实时改变PID控制器的比例、积分、微分系数；所述PID控制器与控制对象燃油供给系统相连，主要用来控制燃油流量；Levinson预测器与控制对象相连，主要用来预测控制对象的未来输出值。且这些技术特征在本申请和对比文件4中所起的作用一致，均是改进燃油系统的控制过程，因此，本领域技术人员可以从对比文件4得到启示，将该特征结合到对比文件3的技术方案进一步改善控制过程。而将模糊控制器、PID控制器、Levinson预测器内置于燃油流量控制器中是本领域技术人员很容易想到的，属于本领域的常规技术手段。
对于区别特征3），滑膜控制算法和预测控制算法在本领域都是常规的算法，各有优缺点，取其优点弃其缺点是本领域技术人员的基本追求，将两种算法进行常规的组合以达到取长补短的目的是本领域技术人员很容易想到的，属于本领域的常规技术手段。
因此，在对比文件3的基础上结合对比文件4和本领域的常规技术手段得到该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此，该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点，因而不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2、关于复审请求人意见陈述
复审请求人在意见陈述中认为：
（1）、 对比文件3的外环温度控制器是简单的PID控制器，而不是合议组推导的结论“也即是以温度传感器为反馈量，采用基子系统逆动力学的自适应控制方法。对比文件3中的PID控制器是一个简单的进行逻辑判断的PID温度控制器，对比文件3中不存在预测控制器的限定。
（2）、滑膜预测控制不是空气流量控制里面的常规方法，复审请求人为了改进滑模变结构控制的缺点，将滑膜控制算法和预测控制算法想进行了组合，虽然该组合可能没有什么难度，但是发现其组合更适合于燃气流量的控制本身就是一项创造性劳动。
对此，合议组经审查后认为:
（1）、对比文件3公开了技术特征“以温度传感器为反馈量，采用基于系统逆动力学的自适应控制方法”，对比文件3中炉温模块明确记载了控制钢包内温度的输出，温度PID模块也明确记载了用于控制钢包内的温度，即该系统是以温度为控制目标。而至于采用基于逆动力学的自适应控制方法，对比文件3中炉温模块明确记载了将钢包内温度的输出作为温度采集并将当前温度值反馈给温度PID模块，PID模块明确记载控制器根据温度设定值与实际测量值的比较，再经PID运算后输出当前的温度控制值（参见对比文件3说明书第[0043]、[0037]段）。也即对比文件3公开了根据实际测量的温度与设定值的差距，反馈给控制系统，调整温度的控制值，也即公开了采用基于逆动力学的自适应方法。对比文件3中采用的PID控制器同样可以起到根据实际测量值和设定值的差异优化调整温度控制值的作用，能够实现基于逆动力学的自适应控制，在此评述过程中，并不涉及PID模块是否具备预测功能，在PID模块设置Levinson预测器只是温度控制功能的优化，在关于权利要求1的不具备创造性的评述中，合议组列举的对比文件3与本申请的区别特征包含：PID预测控制器包括模糊控制器、PID控制器、Levinson预测器。而该区别特征在对比文件4中公开，结合对比文件4给出的启示，在对比文件3的基础上结合对比文件4和本领域的常规技术手段得到该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，合议组在评述权利要求的创造性时已经充分考虑了PID控制模块设置Levinson预测器后带来的区别。
（2）、并不是权利要求的技术方案中包含现有技术中不存在的技术特征，该权利要求就必定具备创造性，创造性，是指与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。空气流量控制器内置的滑膜预测控制算法在本申请中也仅仅进行了常规的记载（参见说明书第[0046]段）：“滑膜预测控制算法的基本思想是结合预测控制和滑膜控制的优点，用预测控制来解决纯滞后对控制系统的不利影响，用滑膜控制保证控制系统的鲁棒性，同时用预测策略来降低滑膜控制中的抖振现象”。滑膜控制算法和预测控制算法在本领域中都是常规的算法，各有优缺点，取其优点弃其缺点是本领域技术人员的基本追求，将两种算法进行常规的组合以达到取长补短的目的是本领域技术人员很容易想到的，并不像复审请求人所陈述的，发现其组合更适合于燃气流量的控制本身就是一项创造性劳动，当将其进行常规的组合后获得各自的优点也是经过合理的分析可以得到的，属于本领域的常规技术手段。
综上所述，合议组对复审请求人的意见不予支持。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年8月6日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
