围绕非接触电能双向推送系统关键技术进行研究，项目组在原理方面， 提出一种适用非接触电能双向推送模式的双向电能变换拓扑，并构建了基于 能量注入与自由振荡的双工作模式，实现了电能的动态双向转换。在此基础上， 进一步提出一种基于调幅控制的高频电能变换拓扑，实现了面向负载电能形式需 求的电能直接变换，减少了中间能量变换环节，有效提升了系统效率及功率密度。 在实现方法上，提出一种基于磁共振阵列电磁耦合机构，解决了传统磁共振耦合 模式下的调谐困难问题，有效提高了能量传输稳定性。在控制方法方面，提出基 于能量反反射阻抗的负载辨识方法反激磁电流控制方法，解决了负载动态变化条 件下的系统参数及负载特性的动态获取问题，并进一步构建了电能动态推送机制。 提出针对频率不确定性的系统鲁棒控制及优化方法，解决了存在频率漂移及开 关非线性情况下系统不确定性建模及控制问题，保证了系统在负载扰动条件下 能量传输的稳定性与鲁棒性。在实验系统研究方面，通过综合利用本项目的研 究成果，开发了 1KW量级非接触电能双向推送系统，在传输距离为50厘米条件 下，系统总体能量传输效率85%。

基于光纤光栅传感技术的煤矿顶板安全在线监测系统是以中国矿业大学多年来形成的顶板动态监测与支护质量检测理论、技术、软件仪器为基础，最新引进光纤光栅传感技术，进行集成创新，建立起来的新型矿用顶板动态、围岩应力、锚杆（索）受力、支架受压的在线实时监测系统。此系统将计算机技术、光纤通信与数据处理技术、传感器技术和煤矿安全技术融为一体，通过各种不同功能的光纤光栅传感器，将被测的不同形式的物理量（如应力、应变、位移、压力等）转变成便于记录及再处理的光信号，通过光纤光栅信号处理仪器对监测的数据进行处理，处理结果上传至监控主机，构成一套合理的煤矿顶板安全在线监测系统。 本系统主要分为巷道顶板在线监测和综采工作面支架工作阻力在线监测两部分，可以实现多重功能：（1）监测掘进和回采巷道的顶板离层位移与速度；（2）监测锚杆支护巷道锚杆或锚索的载荷应力；（3）监测巷道围岩或煤柱内部应力；（4）监测综采工作面支架和超前支护工作阻力；（5）井上计算机在线动态显示监测参数和超限预警；（6）该系统监测的数据自动存储，可以历史查询以及数据信息共享。 本项目研究是一项源于国家高科技研究发展计划（863计划）、自然科学基金项目、江苏省优势学科建设项目的开发项目，主要针对目前我国煤矿顶板安全监测水平低、事故突发频繁等现状，通过技术开发和煤矿实践应用相结合的技术路线，建立煤矿顶板安全监测和事故突发预警系统，从而实现煤炭资源绿色高效开采及科学采矿的理念。

1、华中8型高档数控系统 国家重大科技专项成果   高速高精·多轴多通道·智能控制 华中8型高档数控系统是华中数控研发的新一代全数字总线式高档数控系统，突破了一批关键核心技术，如：NCUC高速现场总线，多通道、多轴联动控制技术，纳米插补技术,前瞻预读功能，小线段高速平滑，双轴同步控制，刀具空间长度补偿（RTCP），复合加工，误差补偿，对话式式编程等。2016年4月10日，华中8型通过中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定委员会专家一致认为“该系统各项功能、性能、可靠性达到国外同类系统水平，可替代进口”。2018年，华中8型高档数控系统荣获国家科技进步二等奖。 目前，华中8型数控系统已实现数万台销售。其中，既包括量大面广的数控车床、车削中心、数控铣床、立式加工中心、卧式加工中心、钻攻中心等中、高档数控机床，还包括与重大专项配套的近千台高档数控机床，产品覆盖十余类规格的机型，领域涉及航空航天、军工、能源装备、汽车制造、3C加工等，是配套最多的国产高档数控系统。 2、华中9型-新一代人工智能数控系统 华中数控本次展会隆重推出的华中9型智能数控系统，集成AI芯片，融合AI算法，实现数控系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行，是新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合的典范，为数控机床智能化构筑开放平台，为先进制造的数字化、网络化和智能化开创路径。 Part 1: 构筑智能新平台 HNC9智能数控系统（E1-A201） 新一代智能数控系统——华中9型，践行“智能+”为机床赋能的创新理念，构筑人（H）-机（P）-信息（C）融合的数字孪生系统（S）（HCPS）。华中9型深度融合大数据与人工智能技术，打造“端-边-云”的智能体系架构，形成三个平台：集成AI芯片的智能硬件平台、支持AI算法的智能软件平台、构建智能APP生态的开放平台，实现“1-3”的体系创新。   Part 2: 践行智能新模式 华中9型遵循“自主感知-自主学习-自主决策-自主执行”的新模式，构建机床数字孪生，探索机床实现智能的新方法！ 自主感知：指令域大数据 独创的指令域大数据分析方法，采集、汇聚数控系统内部电控大数据和外部传感器数据，形成指令域“心电图”，实现大数据与加工工况的关联映射，构建由机床全生命周期大数据描述的数字孪生。 自主学习：融合建模 借助具有“因果关系”的数理模型和具有“关联关系”的大数据模型，独创性地将数理模型与大数据模型进行融合建模，实现对机床动态行为的自学习和认知理解，构建由机床动态模型描述的数字孪生。 自主决策：i代码 利用所获得的数字孪生，进行虚拟加工，并预测加工效果。根据预测结果，自动进行多轮优化迭代，最终生成多目标智能优化的“i代码”，实现自主决策。 自主执行：双码联控 独创的双码联控技术，让传统数控加工的“G-代码”（第一代码）和多目标智能优化的“i-代码”（第二代码）同步运行，实现优质、高效、可靠、安全的数控加工。 华中9型以融合建模为核心，以“指令域心电图”、“i代码”和“双码联控”为关键技术，形成“1-3”的技术创新，支撑着华中9型实现“自主感知-自主学习-自主决策-自主执行”智能创新的新模式。 Part 3: 打造智能新应用 华中9型围绕“质量提升、工艺优化、健康保障、生产管理”四类智能化应用场景，华中9型支撑用户开发智能APP，打造机床智能应用新生态。 1、四类应用 1）质量提升 （1）智能轮廓误差补偿 高速高精是数控加工永恒的主题。加工速度越高轮廓误差越大，如何保障高速加工时零件加工精度，是智能化需要解决的难题之一。 华中9型通过建立机床进给系统动力学和大数据融合模型，精确预测零件轮廓误差，生成轮廓误差补偿的“i代码”，有效提升零件的轮廓精度，实现机床动态精度的“由丝入微”。 （2）热误差补偿 热误差是机床的主要误差来源之一，热误差补偿是提升机床加工精度的重要手段。 华中9型利用机床温度数据、内部电控数据和机床热变形数据，训练深度神经网络，预测机床热变形规律，对热变形进行补偿，保持机床加工精度的稳定性，缩短热机时间。   2）工艺优化 加工工艺参数与数控机床实际加工能力的自适应，实现加工效率的最大化，是数控机床加工永恒的目标，也是智能化在数控机床上发挥作用的重要场景。 华中9型建立切削机理与切削大数据的融合模型。通过虚拟加工，精确预测机床响应，并进行迭代优化，生成优化“i代码”。在加工中自主优化工艺参数，有效提高加工效率。 3）健康保障 机床运维困难且复杂，故障后维修是行业常态。让数控系统像经验丰富的机床运维工程师一样，从机床运行时的蛛丝马迹中辨别机床健康状态的变化，是实现机床可预测性维护的关键。 华中9型通过运行独创的机床健康状态“铁人三项”自检程序，提取、积累机床全生命周期运行大数据，融合AI算法，建立机床健康指数变化模型，实现对机床健康状态的评测和预警。 4）生产管理 机床从生产、装配到加工运行过程，缺乏对机床状态数据的采集、分析、记录的工具，无法实现对机床全生命周期的监测与管理。 华中9型通过数控机床互联通讯协议NC-Link，汇聚机床装配、调试、补偿、健康保障及使用过程数据。在iNC-Cloud工业大数据平台上，建立机床数据档案，实现机床全生命周期的运维和管理。 2、N个智能机床 以华中9型智能数控系统为平台，与秦川机床集团等机床企业，“深度融合，联合攻关，协同创新”，研制了智能精密加工中心、智能五轴加工中心、智能高速轮毂加工中心、智能车削中心、智能凸轮轴磨床、智能螺杆磨床、智能滚齿机等不同领域、多种类型的智能机床。推动机床的智能化转型升级，助力机床动态精度由丝入微。 在智能五轴加工中心中，通过综合应用轮廓误差补偿、静摩擦力补偿、工艺参数优化等智能化技术，小叶轮加工效率与加工质量达到世界先进水平。 在智能精密加工中心中，通过综合应用空间误差补偿、智能温度管控、智优曲面等智能化技术，使得新能源汽车涡旋压缩机零件加工精度提高到0.006mm以内，达到世界先进水平。 此次展会期间，华中数控与多家机床企业一起联合研发的配置华中9型智能数控系统的iNC-MT智能机床即将首秀！ Part 4: 引领智能新路径 新一代人工智能技术与数控机床融合应用，将为数控机床产业带来新的变革和发展机遇。 华中9型实现了1架构，3平台，1核心，3关键，结合4类场景，实现了N种机床的智能实践，形成华中9型“13134N”体系，将推动数控机床“提质增效，由丝入微”，引领数控技术创新发展。 华中数控，与智能技术“同频共振”，助中国制造“开道超车”。

针对深海（深水）油气和浅层水合物开发面临易漏产层、疏松表层安全钻进、地层漏失压力低和安全密度窗口窄的难题，突破双梯度钻井关键工艺和装备瓶颈，形成了1套适用水深1000m的双层连续管双梯度钻井系统工程样机，填补了我深水双层管双梯度钻井系统关键方法、关键技术、关键设备上的空白，提升双梯度钻井关键装备的自主配套能力，为后续深水钻井、水合物开发提供足够的配套理论、基础硬件支撑，提升相关系统的设计、研发、制造的攻关能力。通过陆地井试验的研究及试验，为未来双梯度系统的海试提供有力的支持并为双梯度技术开发的各个阶段提供有效的检验手段。研究成果的实施，有望突破国外在深海双梯度钻井领域每口井服务费8000万元人民币的垄断和技术封锁，形成一套具有完全自主知识产权的深海双梯度钻井技术（ZL202010896553.5，ZL201910038302.0，ZL201911309541.1，ZL 201910949457.X），并可尝试与挪威ReelWell公司进行专利交换，共同推动双层管双梯度钻井技术的实施，降低深水钻井成本，为我国深水油气的勘探开发提供技术和装备支撑。项目研制的双层管双梯度钻井举升系统具有更简单的井身结构，减少了非生产时间，并降低作业工期和费用。另外，由双层管替代常规隔水管钻井，可降低设备载荷对平台的要求，使老平台应用到更深的水域，降低钻完井费用。预期简化井深结构可节约套管等材料费和日费约2千万/口井，节省由于国外技术垄断造成的服务费约2千万/口井。

"微创手术是外科发展的必然趋势。微创手术机器人可提升医生手术能力，改善工作模式，提高手术质量，对微创手术发展具有重大意义。 项目在国家科技支撑计划、863计划等支持下，围绕微创手术需求，从基础理论、关键技术、临床应用三个层面开展系统研究，结合机器人学、折展机构理论、可靠性设计方法等原理，在系统设计与优化、可靠性设计与系统集成、检测方法与安全性评价、临床评估与应用研究等方面展开工作，研制成功具有完全自主知识产权的微创手术机器人整机系统，打破了国外的长期技术垄断，实现了高端医疗装备自主创新。"

复杂信息系统人机交互数字界面已成为操作者获取信息、知识推理、判断决策的重要手段和操作依据。复杂信息系统人机交互界面在军事、信息安全、地理交通等诸多重要领域发挥着不可替代和非常重要的作用。该项技术首次综合信息编码、生态界面、认知摩擦、认知负荷和态势感知等关键理论和技术，构建了复杂系统信息流的功能结构模型，分析了复杂系统要素之间的层次结构和内联属性的复杂特征，提出了复杂系统“界面信息-视觉认知”映射模型的知识表征与规则推理，揭示了复杂系统数字界面从视觉信息认知到行为决策之间的映射关系，建立了复杂系统数字界面信息区块布局的空间与结构约束机制。本项技术首次融合脑电、眼动等多维度生理测评技术，提出了复杂信息系统数字界面的可用性评估体系。通过高时空分辨率的脑成像技术与眼球追踪技术相结合，共同揭示了人类在复杂系统数字界面认知各阶段的认知特性，分析了认知失误、认知困难等问题的生理学根源。该技术基于脑电ERP、眼球追踪等多维度融合的生理测评方法，对设计优化方案进行可用性评估，由此提出复杂信息系统数字界面设计的量化评估体系，提出了可实施的复杂系统数字界面设计优化方案。项目成果已成功运用到海、陆、空、航天等信息化装备上，全面提升了信息化装备的人机交互水平，保障了信息化装备整体性能和水平的充分发挥，提高了信息化装备操作绩效。取得突出成绩。应用前景广阔。

成果介绍旱涝问题严重困扰着我国城市。城市道路受内涝影响最为严重，交通瘫痪和经济损失，存在巨大的安全隐患；同时，城市道路快速排水引起的干旱缺水、道路塌陷、绿地缺水等水环境问题矛盾突出。针对城市道路及道路绿地水环境特征，研发了一套可复制、可推广的“水绿交融”为基础、“旱涝兼治”为目标的城市道路及绿地水环境系统解决方案，构建系统的理论、方法与关键技术，统筹解决城市道路及绿地的“旱涝”问题。技术创新点及参数1. 基于城市道路水文特征，针对城市道路的旱涝问题，形成了一套可复制、可推广的城市道路海绵技术；2. 形成了一套贯穿“评价-设计-建造-测控-优化”全过程数字化城市道路海绵系统设计方法；3. 形成了一系列城市道路海绵系统规划设计相关技术：（1）城市道路海绵系统量化评价技术；（2）城市道路海绵系统分区分级规划设计技术；（3）城市道路水文模拟与测算的双数字化平台校验技术；（4）城市道路海绵系统水-绿耦合动态平衡技术；（5）针对新建城市道路与既有城市道路改造以及有无冻土区域，分别研发了相应的海绵工程技术措施与施工方案。市场前景本项目成果已经在江苏南京、苏州、徐州、安徽亳州等地多个海绵道路工程实践中加以运用，基于5年来传感器的数据分析，城市道路海绵系统工程均取得了优异的生态、经济和社会效益。本项目获2018华夏建设科学技术奖一等奖，获授权发明专利5项、实用新型专利1项，获得3项国家及省级设计奖项，发表论文5篇，编制指南一部。

列车结构设备日趋复杂、速度不断提高要求其运行可靠性更高。对列车上的设备与系统进行实时监测和故障诊断是关系到行车安全提高列车运用效率的一项重要技术措施。通过技术手段对机车关键部件进行故障监测和诊断，在设备发生故障时可及时发现并确定故障部位，记录故障过程，通过司机室显示屏等向司乘人员报警并提示排除故障方法或采取应急措施的建议是该系统的主要目标。 系统主要包括以下模块（如示意图）： l  瞬间故障检测记录仪（黑盒子） l  取代低压电器柜各种有触点控制电器的逻辑控制模块LCM l  司机室显示屏（Arm9+Windows CE） l  机车运行状态数据采集模块 1、瞬间故障检测记录仪 对于自动化程度较高又比较复杂的系统，查找故障确定故障部位是一项技术性非常强的工作。确定固定性故障部位难，确定偶然发生即随机性故障部位更难。 机车瞬间故障检测记录系统由地面数据处理计算机和车载检测记录仪两部分组成。车载检测记录仪可对机车在运行状态中的多项参数进行实时监测，一旦发生故障，该装置即可将故障发生前至故障发生后一段时间内机车各主要参数的变化情况记录下来。依此可以掌握发生故障前和故障后，机车各主要参数的变化规律，为准确确定故障部位，查明事故原因提供依据。 其主要功能与技术特点如下： 以高速数字信号处理器(TMS320VC5509A)为系统的核心，配以高速的AD采集芯片大大提高了系统的灵敏度； 以高速大容量FLASH作为故障数据的存储ROM； 采用先进的USB接口应用技术，把故障检测记录系统记录的故障数据方便快捷的传送到上层PC机上来； 功能强大的地面分析软件，准确指导、故障分析、排除隐患； 丰富的网络接口（MVB CAN）； 采样通道的灵活配置可以方便的应用于各种机车； 2、逻辑控制模块LCM 随着技术的进步，有触点控制电路可靠性差、维护费用高、体积庞大等问题，越来越难以满足对控制系统性能提高的要求。 逻辑控制模块LCM(Logic Control Module)在功能上等同于LCU，采用专用大规模集成电路实现控制逻辑，输入光电隔离、VMOS功率输出，不存在单片机程序易“跑飞”和“死机”的问题，通过网络接口可将系统的故障及状态等信息上传。LCM在韶山系列机车上可简单地装在低压柜内拆掉的继电器位置上，对机车改造、布线的工作量很小。该系统在繁忙的大秦铁路运煤货运机车上的实际运用中充分体现了其体积小、可靠性高、功耗低、信息化程度高等显著特点。 主要功能与技术特点 Ø 取代（机车）低压电器柜各种继电器（控制电器）； Ø 通过网络接口上传系统/机车状态信息，网络传输速率可达1Mbps； Ø 基于SoPC技术，体积小集成度高，系统可靠性高； Ø DC110V供电。 3、司机室显示屏 显示屏采用宽温大视角的工业级TFT-LCD，以ARM9微处理器、WindowsCE为平台，以高速大容量FLASH作为故障数据的存储器，具有标准RS232、USB接口和MVB等多种网络接口。 该显示装置作为一台完整的工业控制计算机，不但适用于各种机车，也适合应用于其他工业控制及检测领域，具有广泛的应用前景。 主要功能： Ø  机车状态实时监测 Ø  故障自动提示 Ø  历史故障记录 Ø  丰富的标准接口 便捷的操作，多样化界面： Ø  10.4英寸16dppTFT显示屏 Ø  ARM920T处理内核 Ø  Windows CE操作系统 Ø  SPI高速通信，串口 Ø  MVB，CAN，以太网，USB Ø  人机接口良好，操作方便 准确的故障提示、上千次的行车故障记录： Ø  故障诊断快速准确，及时提示司机应急方法 Ø  历史故障存档及转储，为机车故障分析提供依据

已有样品/n该项目提供了一种用于卫星导航系统的射频信号质量评估方法。该项目结合卫星导航信号的特点提出了一套较完善的评估指标体系，并给出了包括信号采样、滤波、数字下变频、同步、理想基带信号复现、信号质量指标提取等关键步骤的具体实现方法。与此前的其它方法相比，该项目的应用效果有三方面的显著改善：1）消除了模拟通道间的时延不一致性对信号一致性评估精度的不利影响；2）制定的评价指标与信号捕获、跟踪、解调性能直接关联，可定量评

可以量产/n该发明提供了一种基于有效容量的MIMO-OFDM系统能效优化方法，以系统的能量效率优化为目标，将系统各子载波上的信道矩阵进行奇异值分解后得到并行的空频子信道，再将子信道进行分组，分别根据各组子信道的边缘概率密度函数求得各组子信道功率分配优化解的门限值，以对各组子信道的有效容量进行优化，从而使整个系统的能效最大化。该技术通过算法形式内置于无线网络的基站内，可以有效提无线网络的用户接入数量，从而提升整个无线网络的容量。目前国内三大运营商的4G网路基站整体市场规模为500万个左右