项目简介 本项目属于植保机械领域，主要涉及脉宽调制（PWM）间歇喷雾式变量喷施技术、PWM 变量喷施控制器和变量施药装备等内容。PWM 变量喷施技术通过对喷头电磁阀的开关控制 实现喷头的间歇式喷雾，通过对电磁阀控制信号的脉宽调制（即占空比调节）实现喷头 平均喷雾流量的调节。PWM 变量喷施控制器可输出 12 路独立可调的 PWM 控制信号，分别 控制 12 个喷头，实时检测机组作业速度、系统喷雾压力和系统总喷雾流量，并根据以上 信息及各喷头的设定施药量

本科及以上

可以量产/n本技术体系中的藻、菌联合处理养殖废水和养殖废水循环利用技术可与现行集约化养殖工艺对接。适用范围广，处理效率高。收获的藻菌物质可作为功能性饲料使用，能大大降低处理成本，起到变废为宝的效果。该技术体系实现畜禽废水处理成本较现行处理成本降低15%以上。将养殖废水的COD日均排放降低到150mg/L以下，总氮（TN）降低到20mg/L以下，总磷（TP）降低到5mg/L以下。水质达到《农田灌溉水质标准》GB5084-2005），同时能生产微藻功能性动物和水产饲料。该技术体系适用于全国集约化畜禽养殖

针对劣质固体燃料难利用、难着火和难燃尽等问题，对劣质燃料燃烧技术和能源转换的关键问题进行了系列创新研究和工业应用。构建了一整套低品位劣质固体燃料清洁燃烧与高效利用的技术体系，实现了劣质煤、煤矸石、污泥、市政固体废弃物等劣质燃料的高效能源转换，技术达到了国际先进水平，显著提高了能源利用效率，取得了很好的经济效益和社会效益。创新点主要有： 1）提出了劣质固体燃料清洁高郊燃烧及能源化利用方法; 2）系统地研究了劣质固体燃料热解及燃烧特性; 3）提出了适合于劣

成果包括养猪场—农田耦合型废水处理利用系统的基础设施设计、 基于处理废水施用的稻麦高产栽培技术、处理废水农田周年利用优化模式、农产品安全控制的技术关键。主要技术(性能)指标： (1)稻麦产量达到常规施肥水平，水稻栽培氮素化肥减少 60%以上，磷素化肥减少 100%；小麦栽培氮磷化肥减少 50%以上； (2)养猪场废水周年全利用零排放； (3)废水贮存池建造容积减少 20%。

番茄是世界主要的蔬菜作物，也是我国重要的大宗蔬菜。我国番茄栽培面积1800万亩，国外番茄品种抢占我国市场竞争激烈。因此，利用现代分子技术发掘番茄抗性特异种质材料和优异基因资源、创新番茄优异种质、利用分子标记辅助技术改良亲本和创制新品种，创新番茄制种技术以及新品种推广和应用等系统性研究工作，培育出可抗衡和替代洋品牌的自有品种成为我国重要战略需求。 分子标记辅助育种技术，是通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择的现代育种技术。该技术对目标基因的转移，不仅可在早代进行准确、稳定的选择，而且可克服再度利用隐性基因时识别难的问题，从而加速育种进程，提高育种效率，降低育种研究成本等，与常规育种相比，该技术可提高育种效率２——３倍，具有明显的优越性。 该技术的关键是与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记的筛选与鉴定以及分子标记应用的简便性。 项目组在国内率先开发出番茄抗根结线虫、抗青枯病、病毒病、灰霉病、枯萎病等抗病基因和果实耐贮基因特异分子标记，这些实用性强的分子标记已成功应用于番茄多抗优质自交系选育。利用分子标记辅助选择，聚合育成了含以色列、美、荷等国家番茄种质遗传基础的优良自交系420余份，为番茄品种选育提供了珍贵的基础材料。利用选育出的自交系，聚合育成高产、优质、多抗新品种华番２号、华番３号。 项目组在发掘和创制了一批重要的新基因和新种质的同时也积累了丰富分子育种经验，建立了完善的番茄分子育种技术平台，该技术适用于番茄遗传育种研究和番茄制种应用，技术体系和标记也实用于茄子、辣椒等茄科蔬菜作物的育种研究应用，该技术具有可靠的安全性。 项目组所研创的分子标记及其分子辅助育种技术在国内蔬菜育种和科研单位广泛成功地应用，取得良好的效果；所创制的系列番茄新品种、新组合以及集成高效栽培技术，在湖北各市县以及浙江、江苏、陕西等省大面积推广，取得显著社会和经济效益。新品种的综合指标达到或优于国外品种。项目组所研制的番茄高效规模化杂交制种技术广泛应用并取得显著效益。 发布于 2020 年

在交通领域，特别是轨道交通领域，存在大量的电动机性质的负载。如大型交通枢纽中用于消防控制的的风机、水泵；轨道交通领域用于信号控制的转辙机等等。这些负载的正常运行直接关系着交通系统的安全可靠运行。然而由于种种原因，当前的交通领域电动机负载仍然使用着传统的分立元器件构成构成控制 与保护系统。其构成图如图1（a）所示。图1 电动机电控系统的构成a）分立器件构成的电控系统       b）CPS构成的电控系统 在采用传统的分立器件构成电控系统中（如图1 a所示），其主要电器元件构成为：熔断器（FU）＋断路器（QF）+接触器（KM）+热继电器（FR）。基本工作原理是：在正常情况下，由KM控制电路的通断，当过载或断相时，由FR控制KM切断电路，当短路故障出现时，由QF（FU）断开故障电路。 在分立元器件构成的系统中，由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起使用时，保护特性、控制特性配合不协调；设计人员选择电器元器件可能匹配不当；成套厂购置不同生产厂家的元器件产品的质量不同和装配调整不当；用户现场整定不当；元器件生产厂家推广和技术服务不到位。因此要达到完善的选择性保护或是各种保护特性的协调配合的目标，难度很大。而一旦出现上述情况，通常会造成接触器的主触头烧毁、甚至造成飞弧，使故障扩大，影响邻近供电回路；断路器在系统出现短路故障时不能正常分断电路；保护装置不能起到保护电动机的功能，造成误动或拒动等。 近年来，由本项目负责人所参与的新型多功能集成化的控制与保护开关（CPS）已经在其他领域取得了大量的使用，并且取得了良好的效果。控制与保护开关结构图如图2所示。 由控制与保护开关电器（CPS）构成的电控系统如图1 b所示。 CPS具有多种分立器件的组合功能，且这些功能在产品内部具有协调配合的特性，因此，由CPS构成的电控系统与由分离器件构成的系统有以下不同： 具有控制与保护自配合的特性：CPS集控制与保护功能于一体,相当于断路器（熔断器）＋接触器＋热继电器＋辅助电器。很好的解决了分立元件不能或很难解决的元件之间的保护与控制特性匹配问题，使保护与控制特性配合更完善合理，只要根据负载功率或电流即可正确选择单一产品,代替以往的包括自电源进线至负载端的各种电器；大大减轻了设计人员的工作量。 具有较高的运行可靠性和系统的连续运行性能： CPS在分断短路电流后无需维护即可投入使用，即具有分断短路故障后的连续运行性能，CPS在进行了不小于1500次的AC-44操作性能后（相当于AC44电寿命）紧接着完成分断额定运行短路电流（Ics：O-CO-CO）试验后，仍具有不小于1500次的AC-44操作性能，这是由断路器等分立器件构成的系统所难以达到的，CPS的这一特性极大地提高了系统的运行可靠性和系统的连续运行性。 本项目拟研究： 研究交通领域的电动机负载的控制与保护的基本要求； 提出CPS应用与交通领域电动机控制与保护的特殊要求； 设计制作符合交通领域电动机控制与保护的CPS； 构建基于CPS的交通领域电动机的监控系统； 本项目前期研究成果丰富。拥有授权发明专利13个，累计发表文章13篇。随着国家战略的实施，未来将建设更多的高速铁路，也有更多的高铁站、地铁站等等。需要在交通领域安装更多的电动机。每一台电动机都需要一个控制与保护系统。如能用CPS来替代传统的分立元器件，将会产生显著的效果。具有很大的应用前景和社会效益。

当颗粒物尺寸进入纳米尺度量级时，其极低的极化率使得实现高灵敏度的快速便捷检测变得困难重重。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、非破坏、抗电磁干扰、易于操作且灵敏度高等特点，成为高灵敏传感研究的热门方向之一。传统光纤传感器已经在高灵敏检测领域得到了广泛应用。近年来的研究表明：当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部存在显著的倏逝场，其尺度大约在百纳米量级，对周围环境的微弱变化极为敏感。研究团队利用颗粒物在纳米光纤倏逝场中的散射效应，实现了超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。 该项工作中，课题组首先计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优尺寸和探测极限；随后根据理论预测，进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，利用串联的纳米光纤大大提高了传感器的传感面积和检测效率；通过优化光纤模式，研究人员实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 进一步，考虑到空气中百纳米尺寸级别的细颗粒物的穿透性更强，对于人体具有更大的危害（如图1），而公开的细颗粒物质量浓度数据（PM2.5）无法对此进行有效评价，实时快速测量细颗粒物的粒径分布信息对于空气质量的评价更具有指导作用。课题组利用光纤传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息，计算得到的细颗粒物浓度数据与官方公布数据趋势符合良好（如图2），充分展示了此成果的应用价值。图2. 基于纳米光纤的大气质量监测。a,空气颗粒物粒径分布及其实时演化；b,空气颗粒物质量浓度(PM1.0)及官方数据(PM2.5)。空气样品实时采集于北京大学物理学院院内。

先进聚合物材料研究所建于1999年10月18日。研究所以黄培教授为技术带头人，拥有一批高水平的科研队伍，参与研究工作的教授、博士及研究生二十余人，研究所的主要特点是产、学、研相结合，在基础性研究、应用研究、高新技术产业化等不同层次上开展科研工作。先后参加国家"863"项目、国家科委"九五"攻关项目的研究工作，承担完成国家自然科学基金重点项目、**和化工应用课题多项。研究所主要突出以单体合成、聚合、复合材料、结晶等具有明显优势的学科领域的综合集成开展研究工作。目前主要研究对象主要为以聚酰亚胺为代表的一系列功能高分子材料。聚酰亚胺（PI）是指分子主链中含有酰亚胺基的一类高分子聚合物。近年来聚酰亚胺以其优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能越来越受到人们的重视，它在航空航天、电气、通讯和汽车等行业得到广泛的应用。然而热固性聚酰亚胺不溶解、不熔融，加工成型困难，限制了其应用范围，因此合成热塑性的PI，进一步制备聚酰亚胺复合材料，扩大应用面是当前聚酰亚胺研究和开发的主要趋势。热塑性聚酰亚胺（TPI）作为一种高性能工程塑料，不仅具有优异的耐热、力学、介电、耐腐蚀及抗辐射等性能，还表现出卓越的热加工特性，可采用热模压、挤出和注射方法成型。在特定场合下为一种替代金属、陶瓷、热固性树脂、低温热塑性塑料和大多数难加工聚酰亚胺的理想材料。聚酰亚胺的单体合成是以苯酐为基础原料，通过酰基化、硝化、缩合、水解酸化、脱水等一系列步骤得到二胺，该合成路线原料来源充足，工艺简单，产物纯净，产率高，易于纯化，三废少，具有很好的工业化价值。聚酰亚胺的聚合是以二酐和二胺通过溶液聚合，再分别通过化学环化或热环化得到聚酰亚胺树脂。聚酰亚胺树脂与碳纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯、石墨等复合，可显著提高材料的力学强度和自润滑耐磨等性能。研究所以自主研发高性能热塑性聚酰亚胺及其复合材料作为研究对象，系统考察复合材料摩擦磨损性能，重点研究各种填料改性材料在不同工况体条件摩擦磨损行为，深入了解填料对其摩擦性能影响机理，从而达到材料摩擦性能设计的长期目标。利用有限元技术建立过程物理及数学模型，对滑动摩擦过程中的温度分布进行模拟计算，取得了较好的模拟结果。通过摩擦表面微观形貌观察，可了解摩擦磨损机理。前期的研究结果已运用于滑片式压缩机的滑片、汽车发动机活塞环等产品形式，为应用提供指导。研究所拥有一批先进的分析测试仪器：热机械分析仪、差示扫描量热仪、高效液相色谱仪、凝胶色谱、红外分析仪、微机控制电子万能试验机、摩擦磨损试验机，可对合成的单体、聚合物、复合材料进行全面的性能测试。

本项目面向动漫影视等产业应用需求，基于国产亿亿次及以上的高效能计 算平台，研究突破一批关键技术，研发一套软件，构建一个服务平台，开展行 业示范应用。具体的，项目研究高度真实感渲染及在高效能计算节点上的并行 优化方法，研究大规模并行渲染任务管理和数据管理等支撑技术。研发可有效 49 运行于国产亿亿次平台的自主版权真实感渲染引擎 RenderWing、渲染任务管理 软件、渲染存储管理和 Maya/3DsMax 渲染使能工具集。构建基于国产高效能计 算机的渲染服务平台，可支持 30 万以上处理器核，并行效率大于 50%。 通过 真实感特效着色器库、渲染使能接口、渲染门户和渲染咨询服务等方式，面向 电影渲染、影视特效渲染、3D 动画渲染和 3D 广告/宣传片渲染等领域，开展行 业示范应用和推广。