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01

項(xiàng)目一：

哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方法及應(yīng)用

2022年5月23日，由我校和蘇州大學(xué)共同合作完成的項(xiàng)目“哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方法及應(yīng)用”獲得廣西自然科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的前沿研究領(lǐng)域之一，在KAM理論、Arnold擴(kuò)散、Aubry-Mather理論、不動(dòng)點(diǎn)定理以及指標(biāo)理論等方面出現(xiàn)了世界上一大批具有重要影響力的工作。該項(xiàng)目研究哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方法及相關(guān)應(yīng)用。解決了相對(duì)場(chǎng)下非調(diào)和振子Littlewood解的有界性問(wèn)題，改進(jìn)和推廣了Poincaré-Birkhoff扭轉(zhuǎn)定理，刻畫(huà)了二階（漸近）線(xiàn)性碰撞振子解的周期動(dòng)力學(xué)機(jī)制，指出了經(jīng)典Massera定理在非平凡解意義下對(duì)碰撞系統(tǒng)的無(wú)效性。

首次引入脈沖旋轉(zhuǎn)角差的概念，建立了非光滑脈沖哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)周期解的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)研究框架，刻畫(huà)了脈沖哈密頓動(dòng)力系統(tǒng)解的周期動(dòng)力學(xué)機(jī)制。將脈沖生育和狀態(tài)反饋脈沖治療策略同時(shí)引進(jìn)傳染病模型中，提出了高效的控制傳染病的策略。建立了借助于極小軌道研究周期解存在性的新方法，借助非完整約束推導(dǎo)出了耗散的Eluer-Lagrange方程，架起了接觸哈密頓系統(tǒng)與非完整約束問(wèn)題之間的橋梁，給出了非緊致流形上解半群及其圖收斂的判別。8篇代表作在SIAM J. Math. Anal.、J. Differential Equations、Sci. China Math.等高水平數(shù)學(xué)期刊上發(fā)表，8篇代表性論文Web of Science 核心合集(SCIE、CPCI-S) 他引170次，SCI他引166次。研究成果被 Phil. Trans. R. Soc. A，Celestial Mech. Dynam. Astronom.，J. Math. Pures Appl.，Nonlinearity等期刊引用。

該項(xiàng)目主要完成人為劉期懷教授、錢(qián)定邊教授、蔣貴榮教授。成果第一完成人劉期懷教授為桂林電子科技大學(xué)常微分方程與動(dòng)力系統(tǒng)科研團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。常微分方程與動(dòng)力系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有教授7人，博士生導(dǎo)師3人。主要研究方向包括：哈密頓系統(tǒng)的周期與擬周期動(dòng)力學(xué)；極限環(huán)分支與奇異非線(xiàn)性波方程；時(shí)滯差分和脈沖微分方程；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與混沌同步。近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)成員主持國(guó)家級(jí)項(xiàng)目14項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng)，在SIADS，JDE，IEEE TCNS，IEEE TC， IEEE TSMC，中國(guó)科學(xué)等國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI論文200余篇，獲廣西自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、廣西自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

團(tuán)隊(duì)合影

02

項(xiàng)目二：

機(jī)械故障多域精益診斷關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

《機(jī)械故障多域精益診斷關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》獲得2021年廣西技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，該成果發(fā)明了機(jī)械裝備在二維時(shí)頻圖k像域、一維振動(dòng)信號(hào)域和油液分析域等多域特征提取技術(shù)，革新了裝備振動(dòng)異常識(shí)別、故障溯源和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)新方法，推動(dòng)了原裝備性能提升及減震降噪技術(shù)發(fā)展，提高了易損部位強(qiáng)度，從根本上降低裝備的故障率、提升了產(chǎn)品應(yīng)用附加值。

重大裝備長(zhǎng)期在惡劣工況下運(yùn)行，其核心部件發(fā)生故障后極易導(dǎo)致災(zāi)難性事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。項(xiàng)目解決了現(xiàn)有故障診斷技術(shù)存在諸多難題。針對(duì)城市軌道列車(chē)、重型汽車(chē)、非標(biāo)自動(dòng)化裝備等采集能反映目標(biāo)裝備狀態(tài)的多域特征信息，如二維時(shí)頻/圖像、一維振動(dòng)信號(hào)和油液磨損顆粒等，在時(shí)頻圖像域、振動(dòng)信號(hào)域和油液分析域分別發(fā)明了時(shí)頻/圖像壓縮感知與重構(gòu)、自適應(yīng)多小波變換多重與微弱特征提取以及融合振動(dòng)的油液磨粒檢測(cè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電裝備機(jī)械故障診斷的實(shí)時(shí)性、全面性和準(zhǔn)確性等精益特性，項(xiàng)目技術(shù)在高端裝備的故障溯源、減振降噪、結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面獲得重要應(yīng)用，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的軌道列車(chē)、重型汽車(chē)、自動(dòng)化裝備等重大裝備，如其服役期可以占據(jù)整個(gè)裝備全生命周期的90%以上，運(yùn)行中未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的機(jī)械故障極易導(dǎo)致災(zāi)難性事故。重大裝備的故障的災(zāi)難性與突發(fā)性，折射出高端機(jī)械裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的必要性與緊迫性。目前現(xiàn)有機(jī)械故障診斷技術(shù)存在大維度時(shí)頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差、故障特征信息提取不全、油液磨粒檢測(cè)裝置精度低和功能少等實(shí)際難題。

項(xiàng)目研究起始時(shí)間為2011年6月到2019年6月，形成的成果為：1）發(fā)明了非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)頻域稀疏表示與壓縮感知方法，首創(chuàng)了時(shí)頻圖像域的二維信息壓縮重構(gòu)和階比譜技術(shù)，解決了大維度時(shí)頻數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性差難題；2）發(fā)明了機(jī)電裝備一維振動(dòng)信號(hào)域的多重特征提取方法，首創(chuàng)了自適應(yīng)集成多小波構(gòu)造與冗余分解特征提取技術(shù)，解決了故障特征信息提取不全問(wèn)題；3）發(fā)明了油液磨粒檢測(cè)及融合振動(dòng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，解決了油液磨粒檢測(cè)裝置精度低和功能少的難點(diǎn)。

本項(xiàng)目共授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利52項(xiàng)、軟件著作權(quán)12項(xiàng)，發(fā)表SCI論文55篇，累計(jì)SCI引用400余次。受到C.Narduzzi教授、E.Sejdic教授和A.Ramadass教授等知名專(zhuān)家多次引用和評(píng)價(jià)。成果成功應(yīng)用于北京、廣州等城軌列車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)、重型卡車(chē)駕駛室振動(dòng)溯源與減震降噪、非標(biāo)自動(dòng)化裝備檢測(cè)、艦載天線(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)特征提取等領(lǐng)域，共取得經(jīng)濟(jì)效益11.5億元。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)帶頭人王衍學(xué)，男，博士、教授、博士生導(dǎo)師。何水龍教授、蔣占四教授、唐榮江研究員、鮑家定副教授、鄭偉光副教授、胡超凡博士等項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)核心成員研究領(lǐng)域?yàn)槠?chē)動(dòng)力學(xué)建模分析、動(dòng)態(tài)信號(hào)處理與特征提取、裝備故障診斷與主動(dòng)控制、剩余壽命預(yù)測(cè)與健康管理、無(wú)損檢測(cè)與嵌入式系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與損傷評(píng)估等。團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI、EI檢索論文100余篇。

通常提出方法在處理仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)效果好，但在實(shí)際工程中表現(xiàn)不佳。因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行工況中裝備大部分處于工況復(fù)雜，振動(dòng)信號(hào)為異常非平穩(wěn)信號(hào)。為了解決工程難題團(tuán)隊(duì)通常帶領(lǐng)研究生深入企業(yè)一線(xiàn)，不斷采集和獲取工程數(shù)據(jù)，對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)和更新，堅(jiān)信實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，所有方法都瞄準(zhǔn)應(yīng)用于工程上解決工程問(wèn)題的方法。

項(xiàng)目全程有學(xué)生參與，共培養(yǎng)博士研究生3人，碩士研究生56人。

03

項(xiàng)目三：

III-V族微波器件及芯片關(guān)鍵技術(shù)與光電應(yīng)用

2022年5月23日，由我校和中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所、復(fù)旦大學(xué)、河北半導(dǎo)體研究所(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所)等共同合作完成的項(xiàng)目“III-V族微波器件及芯片關(guān)鍵技術(shù)與光電應(yīng)用”獲得2021年度廣西技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。該成果提出以半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)為突破口，系統(tǒng)開(kāi)展III-V族半導(dǎo)體材料外延與微波固態(tài)電子器件、微波毫米波芯片及多功能MMIC芯片設(shè)計(jì)、光電封裝集成等研究工作，構(gòu)建起異質(zhì)集成與異構(gòu)集成相結(jié)合的微波光子技術(shù)與應(yīng)用的新路線(xiàn)，針對(duì)的是應(yīng)用于衛(wèi)星通信中的固態(tài)微波毫米波器件和單片微波集成電路（MMIC）芯片，主要解決固態(tài)毫米波芯片在高分辨率應(yīng)用中的若干個(gè)卡脖子痛點(diǎn)問(wèn)題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。

該項(xiàng)目基于金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）技術(shù)的新型多級(jí)高/低溫的磷化銦/銦鋁砷緩沖層生長(zhǎng)、高/低溫應(yīng)變層的復(fù)合緩沖層生長(zhǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)低噪聲放大器（LNA）在光收發(fā)應(yīng)用中受限于微波動(dòng)態(tài)范圍，研究了基于GaAs、GaN襯底不同III-V族半導(dǎo)體材料體系的低噪聲放大器整套設(shè)計(jì)技術(shù)；針對(duì)電光收發(fā)混合集成存在的損耗大、非線(xiàn)性干擾強(qiáng)、集成度等問(wèn)題，研究了光電異構(gòu)集成設(shè)計(jì)與SiP封裝制造整套關(guān)鍵技術(shù)。

項(xiàng)目研究歷時(shí)13年，研制成功柵長(zhǎng)為150nm的毫米波器件砷化鎵基高電子遷移率晶體管（GaAs HEMT），其截止頻率大于279GHz，為同期國(guó)際最高紀(jì)錄；設(shè)計(jì)出覆蓋50MHz~40GHz/7.5~10GHz/50MHz~3GHz多頻段的多功能寬帶低噪聲放大器型號(hào)產(chǎn)品，解決了微波毫米波變頻存在非線(xiàn)性效應(yīng)明顯、混合集成應(yīng)用性差等技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)微波光子鏈路片內(nèi)集成；解決了光載無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在衛(wèi)星地面站應(yīng)用中亟待突破的超寬帶、遠(yuǎn)距離、低損耗、模塊化等多個(gè)關(guān)鍵難題。

目前，該項(xiàng)目成果已廣泛應(yīng)用于中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所、中科芯集成電路有限公司武漢分公司、天津中科海高微波技術(shù)有限公司、廣州納儀科技有限公司、長(zhǎng)沙高新開(kāi)發(fā)區(qū)鐳銘電子科技有限公司、長(zhǎng)沙峰橋電子科技有限公司等多家研究所或企業(yè)，2018-2020年度總共實(shí)現(xiàn)新增銷(xiāo)售額2.5779億元、新增利潤(rùn)6551.6萬(wàn)元以及新增稅收176.5萬(wàn)元。

成果3 集成化射頻光收發(fā)組件

團(tuán)隊(duì)帶頭人李海鷗自中科院微電子所攻讀博士學(xué)位以來(lái)（師從葉甜春研究員），一直在第一線(xiàn)從事半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)等方面理論和應(yīng)用研究。先后主持國(guó)家/省部級(jí)項(xiàng)目23項(xiàng)(國(guó)基面上項(xiàng)目4 項(xiàng)），發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利22件（第一），獲省部級(jí)二等獎(jiǎng) 4 項(xiàng)（2項(xiàng)排名第一）。在高頻高速化合物器件、硅基/III-V 族異質(zhì)集成 CMOS 器件等方面取得一系列富有創(chuàng)新性成果。國(guó)際上首次采用 MOCVD 技術(shù)成功制備高性能砷化鎵 HEMT 器件和硅基HEMT 器件，相關(guān)研究成果被國(guó)際半導(dǎo)體業(yè)界著名雜志《Semiconductor Today》選為代表性成果報(bào)道，獲得了廣西自然科學(xué)二等獎(jiǎng)和廣西技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)各 1項(xiàng)。

積極開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，推動(dòng)研究成果轉(zhuǎn)化，與中電科研究所和公司開(kāi)展關(guān)鍵元器件、MMIC 芯片等研發(fā)合作，近3年合作企業(yè)銷(xiāo)售收入2億多元。未來(lái)5年將結(jié)合國(guó)家集成電路發(fā)展的戰(zhàn)略，大力培養(yǎng)高素質(zhì)的集成電路人才，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。同時(shí)把團(tuán)隊(duì)打造成為廣西乃至全國(guó)高水平的集成電路研究團(tuán)隊(duì)。

素 材 | 科研院、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

策 劃 | 豐 碩、胡佳媛

編 輯 | 傅秋榕(麟鴻工作室)

編 審 | 孫 榕、李華巖(麟鴻工作室)

校 對(duì) | 歐陽(yáng)鑫、俸燕珍

審 核 | 豐 碩