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成果的背景及主要用途： 該成果屬于高端裝備制造業領域，內容涉及數控技術創新與自主數控系統及 其產業化應用，是在已完成天津市數控系統技術重點攻關項目成果的基礎上，通 過進一步深化研究取得的。實施期限為 5 年，自 2006 年 10 月至 2011 年 12 月。 該成果針對復雜數控裝備的集成監控、可重構數控系統流水線架構和三級加工自 優化與控制等方面進行系統的研究。 技術原理與工藝流程簡介： （1）針對數控系統內多任務調度及實時并行化執行的特點，提出基于可重 構的數控流水線架構。該架構由數控主控流水線線程、驅動程序和數控微代碼實 時執行單元構成數控流水線體系，可實現軟件乃至于硬件的多重可重構。 （2）針對數控系統因功能集成造成的核心運動控制實時性差、結構復雜等 問題，提出一種新的多層次集成監控數控的系統架構。該監控系統架構通過底層 數控系統監控層、監控管理層、遠程診斷監控層進行分級式地故障分析與診斷， 實現數控裝備的監控與維護。 43天津大學科技成果選編 44 （3）提出一種具有三級加工自優化功能的智能控制方法，實現通過數控系 統對數控機床的智能控制。 技術水平及專利與獲獎情況： 該成果在國內外首次提出并研究基于可重構、多層次集成監控和三級加工自 優化的數控流水線架構，并開發了全新的 2-6 軸聯動控制可重構數控系統，已獲 得三項國家發明專利和兩項軟件著作權，并發表重要論文 12 篇。經專家組鑒定， 達到了國際領先的水平。 應用前景分析及效益預測： 鑒于該成果的獨特技術特征及數控產業的國家需求和巨大市場潛力，依托該 成果的“天大精益數字化制造產業園”項目已于 2011 年在天津海河科技園區奠基 建設，占地面積 100 畝，可實現年產值 10 億元以上的規模。 應用領域：高端裝備制造業 技術轉化條件： 該成果已實現產業化運作，并推廣到福建威諾數控、鑫菱機床廠、威海東云 數控機床、天地股份有限公司等企業，取得了很好的經濟社會效益。 合作方式及條件：根據具體情況面議

本發明公開了一種用于高海拔地區的制水與蓄電集成裝置，包括加熱模塊、發電模塊和制水模塊，加熱模塊包括凹式油箱、燃燒裝置、煤油防凍預熱裝置及平板熱管，凹式油箱內凹部被隔成燃燒區和防凍預熱區，燃燒裝置安裝于燃燒區，煤油防凍預熱裝置安裝于防凍預熱區；平板熱管置于凹式油箱頂部；制水模塊包括淡水制取箱，發電模塊包括溫差發電裝置和蓄電池，平板熱管和淡水制取箱形成溫差發電裝置的大溫差兩極，溫差發電裝置置于大溫差兩極之間。該裝置解決了高海拔地區煤油防凍預熱的問題，不僅能夠便攜式制取淡水，同時還能利用極地環境低溫及煤油燃燒產生的高溫進行溫差發電，從而滿足科考隊員外出科考時的用水用電的需求。

本發明公開了一種燃燒后CO2捕集系統的多模型預測控制方法，該預測控制方法以基于化學吸附的燃燒后CO2捕集系統為被控對象，貧液閥門開度和汽輪機低壓缸抽汽閥門開度為系統控制輸入量，CO2捕集率和再沸器溫度為系統輸出量；首先基于子空間辨識方法，利用系統運行產生的數據，在不同工況點處建立系統的局部狀態空間模型；接著使用間隙度量的方法調研被控對象的非線性分布；進而在合適的局部工況點處建立預測控制器，并設計隸屬度函數將其加權組合，建立燃燒后CO2捕集系統多模型預測控制系統。本發明的方法具有良好的全局非線性控制能力，能夠有效適應系統大范圍變工況的需求，快速追蹤CO2捕集率設定值，提高CO2捕集系統深度快速靈活運行的水平。

本發明公開了一種n+1混合式模塊化多電平換流器拓撲結構及其控制策略，屬于電力電子及分布式發電領域。其拓撲結構通過在傳統n個半橋子模塊的模塊化多電平換流器(MMC)基礎上，在每相上下橋臂加入一個全橋型子模塊構成，使全橋子模塊的電容電壓是半橋子模塊的一半，實現輸出電壓電平數由原先的n+1增長至2n+3。本發明以提高子模塊輸出電平數、改善MMC換流器的輸出電壓質量為目的，根據其拓撲結構提出其控制策略：一種混合式調制方式和一種電容預充電方式，具有一定的有效性和可行性。

本發明公開了一種應用于光柵三維投影測量中的相位誤差補償方法，包括如下步驟：生成正弦光柵條紋；采集經物體表面調制之后的光柵條紋；對圖像預處理；根據預處理的條紋圖像利用相移法解相位；投射單一灰度值的灰度圖像于標準白板表面；將步驟(5)的分區域結果，通過求得的理想相位映射到投影儀靶面；根據分區域結果建立不同區域的分區域校正模型；向物體投射正弦光柵條紋；利用相移法求解初相位，根據建立的分區域誤差補償對相位進行補償，求解實際相位；利用標定好的相機參數和求取的絕對相位，根據空間交匯法計算出被測物體的三維坐標信息。本發明可以解決由于Gamma非線性所導致的相位誤差和測量誤差。

本項目獲 2017 年國家科技進步獎二等獎。 本技術圍繞食品危害物低成本、快速發現為核心，將生物識別與結合新型納 米標記材料相結合，針對目前生物快速檢測中存在的穩定性和可靠性問題，利用 自組裝技術將多種光、電、磁學信號集于一體，構建具有良好體系相容性和穩定 性的納米-生物傳感界面，提出了基于等離子手性信號的高靈敏檢測新技術，發 展了集快速富集與多信號同時測定于一體的多功能傳感檢測新方法和新器件。 （1）綜合運用了化學和生物體系的多尺度模擬和計算，提出了基于粗粒化 模型的抗原抗體親和性定量分析新方法，設計并研制了 200 余種高親和性和高特 異性抗原和抗體。 （2）研究了抗體與載體成分（纖維素、磁性納米材料、硅球等）的表界面 性質，創制了基于相分離的新型分離富集介質，并研制了相關快速富集和分離產 品，大大提高了復雜基質中痕量成分的提取效率。 （3）研制了新型標記材料，解決了“高標記效率”和“生物分子高活性” 無法兼顧的難題，研制了系列高特異性檢測探針，為復雜體系中痕量物質的快速 甄別提供了有力手段。 本項目共獲得國家發明專利 87 項，實用新型專利 5 項，獲美國授權發明專 利 1 項，制訂國家食品安全標準 2 項

本專用軸流散熱風扇采用優化軸流散熱風扇中彎葉片的具體結構，能有效地降低葉道內氣流的端部損失，從而克服現有閉式冷卻塔專用散熱風扇中，氣動效率低、氣動噪聲大等缺點，該軸流散熱風扇利用一種基于第一類樣條函數思想的彎葉片生成方法，按其所設計中心拐點型彎葉片用于閉式冷卻塔的散熱風扇上時，能起到延遲失速的發生、改善大、小流量工況的氣動性能、提高軸流散熱風扇氣動效率，降低閉式冷卻塔整體能耗的作用。 本專用軸流散熱風扇與現有技術相比，具有如下有益效果： 1．本專用軸流散熱風扇中的中心拐點型彎葉片成型方法將葉片端壁彎角與葉片彎度相關聯，且整個葉片彎曲型線為具有二階光滑的第一類樣條曲線。這種成型方法克服了現有技術中只注重端壁彎角的確定而對葉片彎曲具體形狀的確定存在隨意性的缺點。  2．本專用軸流散熱風扇的彎葉片，其上下端部具有足夠的彎曲程度而葉高中部平直。前者能有效降低葉片流道內的端部損失、增強對應風扇抗失速性能，以提高其在小流量工況下穩定工作的能力；后者有助于改善大流量工況下的氣動性能。 3．本專用軸流散熱風扇與同類風扇性能相比，具有風壓大、效率高、噪聲低、變工況適應性強等優點，特別對于大、小流量下的偏工況性能均不敏感，克服了常規彎葉片風扇有較高效率但以犧牲風壓為代價的弊端，尤其適合用于閉式冷卻塔中高流動阻力場合的散熱。

1、成果來源、成果被評價及認定（發明專利授權號）等情況 本項目來源于國家“十二五”科技支撐計劃項目“大宗糧食綠色加工技術與 產品”中課題“玉米淀粉加工關鍵技術研究與示范（2012BAD34B07，479 萬元， 研究起止時間：2012.01-2014.12）”和國家自然科學基金“酶法選擇性合成單一 類型環糊精的控制策略研究（31101228，25 萬元，研究起止時間：2012.01- 2014.12）”，屬于農產品深加工科學技術領域。本項目累計申請發明專利 7 項（1 項獲授權），發表論文 11 篇（8 篇被 SCI 收錄），于 2015 年 7 月通過中國糧油學 會鑒定，獲國際先進評價。 2、主要技術內容、作用、對行業的意義，獲獎情況 CGT 酶生產環糊精最不利的條件之一是產物特異性差，給產物的分離純化 帶來很大不便。同時，CGT 酶存在的另一大缺陷是其熱穩定性較差，由于在環糊 精工業化生產中，底物淀粉首先要經過高溫糊化、液化處理，然后降溫至適當溫 度進行環化反應，若 CGT 酶能夠適應更高的反應溫度，勢必有助于提高反應效率， 因此，有必要改善 CGT 酶的熱穩定性，提高其催化效率，進而有效降低環糊精生20 產成本。本項目主要是通過改善 CGT 酶產物特異性和熱穩定性，提高該酶的使用 性能，將其應用于環糊精的工業化生產中，能顯著降低環糊精的生產成本，促進 環糊精在各個領域的廣泛應用。因此，隨著環糊精在食品、醫藥等領域中的應用 越來越廣闊，開發改善 CGT 酶使用性能的關鍵技術顯得尤為重要，具有很好的推 廣應用前景。 3、成果的技術指標、創新性與先進性 本項目在長期從事淀粉生物轉化研究的基礎上，針對環糊精工業化生產過程 中 CGT 酶的產物特異性和熱穩定性較差問題，通過深入研究和不懈努力，逐步改 善了 CGT 酶的產物特異性和熱穩定性，突破了關鍵技術，并實現了具有理想產物 特異性和熱穩定性的β-CGT 酶突變體在酶法生產β-環糊精中的應用。該酶使用 性能改善易操作，具有很好的應用價值，技術位于國際領先水平。與國內外同類 技術相比，具有以下創新： ①針對 CGT 酶產物特異性較差的問題，確定了 CGT 酶的產物特異性與其一級 結構的相關性，獲得構建具有理想產物特異性的 CGT 酶突變體的簡單可行方法， 為從本質上改善 CGT 酶的產物特異性提供理論基礎； ②針對 CGT 酶熱穩定性較差的問題，采用定點突變技術闡明了重要氨基酸殘 基對 CGT 酶熱穩定性產生影響的規律，獲得了構建具有理想熱穩定性的 CGT 酶突 變體的簡單可行方法，為從根本上改善 CGT 酶的熱穩定性打下了基礎； ③ CGT 酶使用性能的改善方法簡單易行，所得到具有理想產物特異性和熱 穩定性的酶突變體可直接應用于β-環糊精的工業化生產，能提高β-環糊精的得 率，降低β-環糊精的生產成本。 

本發明公開了一種應用到光譜橢偏儀中的氙燈光線光強平滑處 理裝置及方法。該光強平滑處理裝置包括準直透鏡、匯聚透鏡和光闌， 準直透鏡為消色差透鏡，用于將待處理的氙燈光線準直為平行光束； 匯聚透鏡為單透鏡，用于將平行光束匯聚聚焦，匯聚后的光斑大小隨 波長的增加而增大；光闌設置在匯聚透鏡后并間隔一定波長焦距位置 處，通過設定該光闌的大小使紫外波段的光斑可透過該光闌而可見到 近紅外波段的光斑被阻擋，從而減小可見到近紅外波段的光束光強， 實現平滑。本發明還公開了一種氙燈光線光強平滑處理方法。本發明 沒有損失任何波段的光線，探測器或者光譜儀可以正常響應全光譜范 圍的光線，從而可以光譜橢偏儀從紫外到近紅外全光譜范圍內的高精 度測量。 

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