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1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉換裝置， 質子交換膜燃料電池的理論比能量高達32940Wh/kg（ 在地面上使用時可不計空氣的質量），是各種電化學電池體系中的理論比能量“ 絕對冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進的能量轉換技術之一。現在世界各國正在加速其在民用領域的產品開發。 利用質子交換膜燃料電池國產關鍵原材料，創新膜電極制備方法（“熱定型” CCM 制備法）和優化制備工藝，開發出了高性能、大面積的國產材料膜電極批量制備技術。并在模塊化燃料電池設計和計算機模擬仿真的基礎上，研制出了空冷、自增濕式質子交換膜燃料電池發電機。該成果獲得全國第十九屆發明展覽會發明金獎。空冷、自增濕式質子交換膜燃料電池發電機，主要由燃料電池、供氣軸流風扇、陽極間歇式排氣電磁閥、 DC/DC 穩壓器和控制電路板等組成，燃料電池采用陰極與大氣貫通的開 放設計和高效的自增濕專利技術，能實現寬功率范圍的自增濕發電。在電化學發電過程中，無需進行復雜的熱管理和對反應氣體進行預加濕，大大地減化了系統結構，提高了系統比功率（ 265W/kg、 211W/L），并降低了成本，是一種實用性很強的新能源發電機。該發電機采用普氫燃料，發電效率可達到 50%以上，功率密度可達到 300mW/cm2 以上，無污染。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應用前景。 燃料電池發電機技術指標： 上圖： 1.3 千瓦 空冷、自增濕式燃料電池發電機 (43 cells)2 應用說明經過近十年來的電動汽車、 分布式電站、電源等領域的廣泛示范應用（ 燃料電池已經在航天、軍事上得到應用，燃料電池備用電源和燃料電池家用電站正在開始商業化）， 質子交換膜燃料電池技術的成熟度已經逐漸被用戶所接受。目前，其商業化主要問題是成本較高（采用進口材料成本昂貴）， 而本項目采用“ 863” 計劃“ 全國產材料燃料電池發電機” 成果，利用國產原材料制備燃料電池電堆，燃料電池材料供應不僅有安全保障，而且還有低成本優勢，可望克服燃料電池高成本的商業化障礙。3 應用說明本項目屬新能源發電機領域。在分布式電站、交通動力和便攜式電源方面具有廣泛的應用前景。4 效益分析目前，質子交換膜燃料電池的先進制造水平為：電極催化劑載量為 0.5 毫克/平方厘米（電極）左右，電極性能可以在常壓空氣條件下達到 0.62V、 1A/cm2 (0.62W/ cm2)。如在批量生產的情況下， 1 千瓦的質子交換膜燃料電池電堆僅需要使用約 2 克的 Pt 催化劑、 0.2 平方米的質子交換膜、 0.4 平方米的碳紙擴散層和約 0.24 平方米模壓雙極板。考慮國產燃料電池材料的批量生產，估計能實現的經濟指標： 1500 元/平方米（質子交換膜）、催化劑 400 元/克（ Pt）、 300 元/平方米（碳紙）、 600 元/平方米（模壓石墨板）。 1 千瓦全國產材料燃料電池堆的關鍵材料成本可控制在 1500 元以下，這與目前進口材料燃料電池 26000 元/千瓦的成本相比， 國產材料燃料電池堆具有十分誘人的前景，這一批量生產的經濟指標已經遠遠低于電站成本要求 8000 元/千瓦，距離交通動力 500 元/千瓦的產業化目標也為時不遠。

本成果提出的基于超像素樣本擴充的空譜全卷積高光譜圖像分類方法有效的利用高光譜圖像的超像素分割結果指導偽樣本擴充增加了訓練集樣本數量，解決了高光譜圖像有標記樣本的稀缺問題，同時空譜的全卷積分類網絡也充分利用了多尺度的空間特征和光譜特征實現了較高的分類精度。 成果非涉密，專利申請已經提交。 實驗采用反射光學系統成像光譜儀（ROSIS）傳感器獲取意大利北部帕維亞大學（Pavia  University）的高光譜圖像數據。該數據集由 103 個光譜帶組成，共 610×340 像素，光譜覆蓋范圍從 430nm 到 860nm，空間分辨率為 1.3m。該數據集一共含有 9 個類別的 42776個有標記樣本，選取每類 30 個有標記樣本作為訓練集，其余作為測試集。 由下表可以看出，在每類選取 30 個樣本的情況下，本 模 型 的 OA，AA，Kappa系 數 比 DFFN 模 型 高 出20.8%，17.4% 和 26.5%；比CNN 高 出 23.1%，18.8% 和29.2%。并且下表證明了使用了偽標簽樣本擴充的空譜全卷積網絡的本方法在小樣本情況下每個類的分類準確性均優于 DFFN 和 CNN，達到了較好的分類效果。 表 1 PaviaU 數據集上對比實驗結果

該成果提出了一種基于空譜差分輔助核聯合稀疏表示分類的高光譜圖像分類方法。本章方法的主要創新性在于：1）能夠將光譜的差分輔助信息和原光譜特征信息有效結合。2）能夠考慮不同光譜屬性間的高階空間相關信息。3）原空譜和差分空譜核特征字典的信息通過具有混合正則的核聯合稀疏表示分類方法得到充分利用。通過在真實高光譜圖像數據上的實驗表明，該成果提出的方法能夠有效地提高高光譜遙感圖像的分類效果。 主要技術指標 不同數據集下的訓練樣本與測試樣本數參閱表 1. 在該訓練樣本集數量下的分類結果表現參見表 2. 相比于傳統分類器 SVM，OA 提高了約 20%；相比于 SOMP，OA 提高了約20%。 該成果無需使用 GPU 資源在保證精度的同時有效提升了分類的精度和效果，同時在較少訓練樣本條件下仍能得到較好的分類精度和分類效果。 表 1. 不同數據集下的訓練樣本選取數量 表 2. PaviaU 大學數據下不同方法的正確率比較

本發明公開了一種基于信道角度域信息的分布式空時預編碼傳輸方法，其關鍵是接收端把通過信道估計得到的信道角度域信息，包括平均入射角、角度擴展和歸一化接收天線距離，反饋給發射端，收到反饋信息后，發射端首先構建出信道的統計信息，包括均值和相關矩陣，然后利用這些信息設計最佳的預編碼矩陣，對預先設計好的空時碼字進行預處理。這種基于信道角度域信息的分布式空時預編碼傳輸方法一方面可以得到更加精確的信道統計信息，另一方面可以進一步減少所需的反饋量。

乙烯工業是石油化學工業的龍頭和核心，乙烯生產裝置的核心部分是裂解爐，整個乙烯裝 置效益與裂解爐的設計和操作有直接的關系，高水平設計和優化操作裂解爐是乙烯生產裝置經 濟效益提升的前提。本項目以乙烯裂解爐為例，研究了不同輻射模型對裂解爐流動、傳質、傳 熱和反應的影響，建立準確的輻射模型；在此基礎上，研究三維燃燒器的燃燒機理，比較不同 燃燒模型對裂解爐運行狀況的影響，建立準確的燃燒模型；在以上模型的基礎上，研究了裂解 爐爐膛CFD與爐管裂解反應模型耦合模擬和實驗驗證；在此基礎上，建立基于CFD模擬的區域 法數學模型，研究了其在工業裂解爐中的應用，以提高工業裝置的操作運行水平，降低成本和 能耗。

本發明提出了一種基于HybridUML向微分代數程序轉換的CPS建模與驗證方法，實現了由HybridUML模型向DAP的轉換，并依據微分代數動態邏輯(Differential-AlgebraicDynamicLogic，DAL)推理規則對CPS實例進行驗證。該方法使用HybridUML對CPS進行建模，將其轉換成DAL的操作模型DAP，并且基于DAL對CPS屬性進行驗證。

本發明公開了一種縫合式夾芯板有限元參數化建模方法，包括如下步驟：（１）、獲取縫合式夾芯板的幾何特征參數；（２）、獲取縫合式夾芯板的有限元建模特征參數；（３）、采用幾何匹配關系建立縫合式夾芯板有限元模型數據庫；（４）、將上述步驟編成參數化建模腳本程序即完成構建縫合式夾芯板的有限元模型。本發明的建模方法在對縫合式夾芯板進行有限元建模中，采用參數化建模方法，可以快速、方便的得到縫合式夾芯板在不同尺寸、縫合線密度等參數變量下的有限元分析模型，并通過ＭＡＴＬＡＢ與ＭＳＣ．ＰＣＬ語言交互編程實現，進而有效縮短建模周期、提升單元質量、提高分析效率和分析精度，能夠實現縫合式復合材料夾芯板的高效、高精度分析。

本發明提供了一種考慮連接非線性的螺栓連接等效建模方法，根據待分析對象的幾何特征建立三維實體網格，確定螺栓所在位置需要賦予螺栓連接非線性特征的單元，定義基于Ｉｗａｎ模型的彈塑性隨動強化材料，在有限元軟件中，使用自定義本構的相關模塊定義該材料，得到可使用的材料屬性，取出螺栓所在位置希望賦予非線性連接特性的網格，賦予所定義的材料屬性，其他部分仍賦予原定的材料屬性，根據實際分析需求進行有限元計算。本發明基于Ｉｗａｎ模型力學關系，通過商用有限元軟件提供的二次開發接口定義基于Ｉｗａｎ模型的隨動強化塑性材料本構，再將該材料賦予連接部位單元以實現連接非線性滯回特性簡化建模。本發明方法能夠適用于螺栓承受較大載荷、變形等出現界面微滑移狀態，計算操作簡便。

因其廣闊的工業應用范圍和越來越高的精度、效率要求，DC-DC變換器系統已經引起電氣工程師和控制工程師的廣泛研究和關注。DC-DC變換器系統本身固有的非線性特性，已經使得傳統線性控制方案，如PID控制等，無法取得滿意控制效果。此外DC-DC變換器系統負載的突變、輸入電壓的波動、半導體器件的電磁干擾和參數變化等各種因素都嚴重破壞DC-DC變換器的精度要求。面向DC-DC變換器系統，我們已經擁有一整套的建模、分析和設計方案。利用干擾觀測器技術對有負載突變、輸入電壓波動和模型誤差引起的干擾進行實時精確估計，從而進行精確補償，消除干擾造成的不利影響，可以與滑模控制和其他先進的非線性控制算法結合，實現基于干擾觀測器的非線性抗干擾技術。我們提出了從建模、分析、先進控制方法設計到具體實現參數、規律總結凝煉等一整套的DC-DC變換器系統先進控制解決方案，成果已經成功應用于多種工業設備。一方面可以通過軟件算法設計保證和提升DC-DC變換器系統的精度和效率，另一方面，可以實現系統對于負載突變、輸入波動、電磁干擾的有效抑制，提升系統的抗干擾性能。目前成果已有多篇SCI高水平論文發表，申請授權多項發明專利，技術成熟，解決方案尤其適合多元干擾嚴重、模型偏差和精度要求高的應用場合。