摘要：本研究在宁夏荒漠草地设计了3种补播处理,即蒙古冰草(Agropyron mongolicum)补播、牛枝子(Lespedeza potaninii)补播和蒙古冰草+牛枝子混合补播,以不补播放牧草地为对照,分析微生物群落结构的变化及其与土壤理化性质间的关系。结果表明:与放牧草地相比,3种补播处理对原核微生物群落物种组成有明显影响,可以显著提高0-20 cm土层土壤的优势细菌变形菌门的相对丰度(P<0.05)。与放牧草地相比,3种补播模式对真菌群落物种组成无明显影响,但牛枝子补播的土壤优势群落真菌子囊菌门相对丰度在0-20 cm土层显著低于蒙古冰草+牛枝子混合补播处理,在20-40 cm土层,显著低于蒙古冰草补播和蒙古冰草+牛枝子混播处理(P<0.05)。Pearson相关分析显示,在所有补播处理中变形菌门和子囊菌门的相对丰度与土壤活性有机碳呈显著正相关关系(P<0.05)。与放牧地相比,牛枝子补播处理下土壤原核微生物和真菌α多样性总体上表现出增加趋势,且土壤原核微生物α多样性与土壤全氮呈负相关关系,土壤真菌α多样性与土壤碳组分含量呈负相关关系。β多样性分析表明,蒙古冰草补播和蒙古冰草+牛枝子混合补播均显著改变了0-20 cm土层的原核微生物群落结构(P<0.05),牛枝子补播显著改变了20-40 cm土层的原核微生物群落结构(P<0.05),和放牧草地相比,3种补播处理均显著改变了0-40 cm土层真菌的群落结构(P<0.05)。RDA分析显示,土壤有机碳和全氮是影响原核微生物和真菌群落结构的关键因子。可见,补播乡土牧草可能会通过改变土壤微生物群落结构来影响退化荒漠草地的生态系统功能(如碳氮的循环),这在未来的草地恢复和管理工作中应予以重视。

摘要：与短波和中波器件相比,长波红外探测器具有较大的光电流和暗电流,故需要强大的电荷存储能力。而使用传统的模拟像元读出电路技术会严重受限于电荷存储能力,使得长波探测器的动态范围和信噪比难以提升,从而制约着长波红外成像系统的发展和应用。提出一种像素级数字读出电路技术,通过数字积分克服了传统模拟积分方案电荷存储能力受限的缺陷,实现了探测器的数字信号输出,能够极大提高探测器的动态范围、抗干扰能力和帧频。该技术是提升长波探测器性能的有效途径。基于该技术设计了一款像元间距为30 m的320×256数字读出电路,其输出以低压差分信号(Low Voltage Differential Signal,LVDS)方式传输。仿真结果显示,该电路的最高帧频可达1000 Hz,动态范围大于95 dB。

摘要：针对类美国末段高空域防御(Terminal High Altitude Area Defense,THAAD)系统的红外导引头外形,开展了气动光学效应计算分析,并将其用于飞行器设计。利用国家数值风洞工程高速流场计算软件NNW-HyFLOW,考虑热化学非平衡效应和材料传热耦合效应,对导引头典型状态的流场进行了模拟,获得了流场的密度、温度、压力等参数和窗口的温度场参数。基于流场参数,利用HyFLOW气动光学传输效应计算功能,开展了红外光学传输成像计算;利用HyFLOW气动光学辐射效应计算模块,开展了流场和光学窗口的热辐射计算。计算结果表明,类THAAD导引头在30 km以上飞行时,流场和光学窗口基本不会影响目标信号的光学传输成像,但流场和窗口的热辐射效应会对导引头识别目标造成影响。不过随着飞行高度的升高,这种影响会减小。

摘要：变曲率反射镜是一种主动光学元件,通过改变自身曲率半径实现对波前的动态控制。首先对变曲率反射镜国内外现状及发展趋势进行了综述;其次,建立了变厚变曲率反射镜形变物理模型,对兼顾大中心形变与高面形精度的机理进行了理论分析,并通过形变的面形精度保持实验对其性能进行了验证;最后,从三个方面探索了变厚变曲率反射镜在空间光学相机中的应用:1)针对大变倍比变焦成像对反射镜超大中心形变的要求,设计了基于有限元迭代并叠加高阶球差的反射镜优化流程,实现了近毫米级中心形变反射镜设计;2)针对空间光学相机成像对调焦精度及速度的要求,提出了基于次镜变曲率反射镜的高精度大动态调焦方法;3)提出了积分时间内利用变曲率次镜沿光轴方向快速扫描的编码成像方法。

摘要：为实现高次非球面的高精度检测与确定性加工,从高次非球面检测的零位补偿器设计和干涉检测图的投影畸变校正两方面出发提出了具体的解决方案。首先,基于三级像差理论与PW法推导了高次非球面三片式补偿器初始结构参数计算公式。针对有效口径314 mm、F/0.78的8阶偶次非球面,将基于公式获得的初始结构参数代入光学设计软件进行缩放、优化后获得PV=0.0096λ、RMS=0.0012λ(λ=632.8 nm)的补偿器设计结果,公差分析结果表明此设计满足高次非球面λ/50的检测精度要求。进一步地,针对基于零位补偿器的干涉检测图存在畸变的问题提出了一种校正方法,该方法采用零位补偿器的成像畸曲线数据确定干涉图的畸变规律,利用畸变零点求解算法确定畸变中心,结合畸变规律与畸变中心点坐标进行逆向求解实现干涉检测图畸变的快速校正。采用本文所提方法对零位补偿检测结果进行畸变校正,基于畸变校正结果对非球面进行了6次磁流变抛光后,面形RMS由0.270λ收敛至0.019λ,验证了该畸变校正方法的有效性。

摘要：泄流孔堵塞对坝体结构稳定和长期安全运行有着极大的影响。现拦砂坝泄流孔的设计大多基于经验,缺乏定量分析方法。基于泥石流在泄流孔中的能量耗散过程,提出了基于获取必要参数情况下的泄流孔堵塞判识方法,分析了泄流孔设计参数和泥石流性质对堵塞的影响。进一步通过对比验证了判别方法的合理性,可将误差控制在15%以内。最后应用该法对四川省绵竹市文家沟的拦砂坝泄流孔进行了分析,结果表明该坝泄流孔较易发生充满全孔的泥石流停淤堵塞,与实地勘察结果一致。根据理论分析,为保证泥石流的顺畅排导,建议在该坝前布设能量调控设施,调控进入泄流孔的泥石流流速使其控制在合理范围内。

摘要：虚拟振荡器控制(virtual oscillator control,VOC)策略是一种新型分布式控制方法,在离网和并网逆变器中具有巨大的应用潜力。然而,当负载变化及非线性不平衡负载接入系统时,基于VOC的离网逆变器系统会存在频率偏差和谐波问题。针对上述不足,通过分析混合负载对电力系统造成的影响,提出一种改进的VOC策略,并引入电压、电流正负序分离技术,设计了二次频率补偿器。同时改进了电压电流双闭环控制结构,进一步提高了系统抑制谐波的能力。在Matlab/Simulink平台中搭建了离网逆变器系统仿真模型。通过与传统VOC进行对比,验证了所提控制策略在解决频率偏差和抑制谐波问题中的有效性。

摘要：针对多维子眼成像通道曲面排布组成的大视场复眼结构,提出了一种切割-旋转-映射的图像处理算法来实现多通道图像的大视场拼接.通过确定复眼结构的排布特征,分析了各成像通道捕获的子眼图像之间的相互关系,去除相邻子眼图像之间的冗余部分,并运用几何光学及成像光学原理,研究了子眼图像与三维映射空间之间的关系,从而实现了二维子眼图像在三维空间的大视场拼接.实验制备了包含37个镜头且视场角可达118°的人工复眼结构,并运用提出的图像处理算法处理制备的复眼结构捕获的子眼图像.结果表明:算法处理图像过程中不损失图像的分辨率,可以有效地实现多通道图像的大视场拼接,且获得的图像可视性强,满足实用化要求,可进一步推进曲面复眼成像系统的应用.

摘要：针对飞行器在轨飞行时高空大气密度波动剧烈、气动特性辨识难度大等特点,提出了一种基于瑞利散射理论的成像激光雷达大气密度测量方法。利用气体分子的瑞利散射光强与分子密度成正比的特性,通过分析电子倍增成像探测器(EMCCD)拍摄的测量流场区域内激光后向瑞利散射光柱,得到了不同距离处高精度的在线大气密度数据。搭建了基于空间飞行器平台的大气密度在轨测量装置,并对该装置进行了标定。结果表明,所述方法对大气密度的测量精度不大于5%,且具有非接触、时间分辨率高等特点,因此在优化飞行器结构设计、提高气动辨识等方面具有良好的应用前景。

摘要：研究了电化学法以甲醇为原料制备甲缩醛的反应条件,考察了反应介质中氢离子浓度、反应电压、反应时间等因素对反应的影响。研究结果表明,氢离子浓度和反应电压是该反应能否发生的两个关键参数,两者对该反应存在协同作用。其最佳的反应条件为:氢离子浓度1.84mol/L~3.68mol/L,反应电压2~3V,反应时长4~8h。