摘要：为探明人工湿地在流域面源污染治理和高原湖泊及临湖流域水生态环境保护中的效用,本研究以尖山河流域生态塘-潜表流复合人工湿地11级功能区和4种植物为研究对象,通过测定2021年雨季6场典型降雨后各功能区污染物负荷、一个刈割周期内植物各器官及其对应土壤的氮磷含量,分析其氮磷积累量、富集系数和迁移系数的变化特点,深入探讨系统对不同面源污染物的去除效应及途径.结果表明:①生物沉砂塘对悬移质的沉积率范围为27.75%~55.00%,且逐级递减,系统对面源污染物的去除率在44.40%~78.87%之间,末端分区效果更为显著.②植物根区土壤作用(贡献率为59%~74%)是人工湿地氮去除的主要途径,植物吸收转化(贡献率为32%~42%)是磷去除的主要途径,在高污染负荷输入条件下悬移质削减率及污染物净化效应更优.③人工湿地植物营养元素的富集和株内迁移能力具有阶段性,氮、磷元素富集系数(分别为2.29~3.53、1.07~2.92)均大于1且向上迁移活跃,有利于修复环境污染.④单位面积氮磷去除速率均表现为表流湿地>潜流带状湿地,最优植物配置分别为再力花+旱伞草和香蒲+旱伞草.研究显示,合理调配土壤与植物比例及组合,高效利用不同植物配置路线对元素的敏感差异性,对入湿水体进行预处理和采用多功能、多塘系结合的人工湿地设计可稳定发挥水质净化效用.

摘要：为了解决基于模型的控制方法在四足机器人步态转换过程中稳定控制问题,本文在仿生学和机构学基础上设计了一款四足机器人样机平台,并推导了机器人单腿运动学模型。在足端可达工作空间内规划了机器人抬腿高度和迈步步长,利用理想的复合摆线轨迹,通过合理控制步态周期,提出了一种过渡段变周期控制方法,实现了步态转换前后定速度控制和变步长控制,保证了步态转换前后速度不变或可变。为了验证所提算法的正确性和稳定性,分别开展了单腿足端轨迹实验和整机步态转换实验。在完成整机运动控制的基础上,对比了基于模型的控制方式和基于中枢模式发生器的控制方式在四足机器人步态转换过程的应用。仿真和实验结果表明,在基于模型的控制算法下,四足机器人可以实现步态的平滑转换,且速度能伴随步长和周期的变化实现调节,满足了不同速度下的行走要求,为四足机器的运动控制提供了参考。

摘要：为实现自然环境下澳洲坚果的快速准确检测,针对收获期澳洲坚果果皮与枝叶颜色相似、体积小、病害果混杂难识别的问题,提出一种基于SCG-YOLOv5n的收获期澳洲坚果检测算法。该方法运用数据增强,提高模型鲁棒性;在YOLOv5n的骨干网络引入SimAM注意力机制,增强有效特征的提取能力;在FPN结构中引入CARAFE上采样,强化目标感知能力;使用GSConv轻量级卷积替换部分卷积层,减轻模型的参数量并实现高效特征融合,提高检测速度和检测精度。结果表明,改进后的SCG-YOLOv5n澳洲坚果检测算法对收获期的青皮澳洲坚果和病害澳洲坚果的检测平均精度AP分别为94.8%、97.9%,单张图像平均时间为5.33 ms,比YOLOv5n模型高出2.1%、1.3%,检测速度提升15.8%。该算法可以高效检测澳洲坚果,为后续自动化采摘提供技术参考。

摘要：某矿山矿围岩稳固性好,矿体厚度较厚,矿体埋藏很深。为了实现该矿山185中段F3断层附近的矿体安全回采,同时确保采场顶板上覆岩层内井巷工程的安全稳定,依据断层附近的矿体赋存条件、顶底板围岩岩性特征、地质构造与上覆岩层结构特征,构建了地表与井下采场的三维数值计算模型,采用FLAC^(3D)有限差分法来模拟地下开采在断层影响作用下对上覆岩层内井巷工程稳定性的影响分析,同时计算分析了地下矿体逐段开挖、逐段充填对保安矿柱及地表稳定性的影响。通过模拟计算结果表明:该岩层移动是一个自下而上传递的动态过程,断层附近矿体的开采通过采取设置10 m宽采场间柱和矿房之间采用“跳采”方式开挖后,大大缩短了采场空区的跨度,控制了断层附近的采场地压,并未引起采场顶板产生过多的塑性扰动区,上覆岩层产生的塑性扰动区范围非常有限,并未波及到采场顶板上部井巷工程,实现矿体顺利回采和上覆岩层内井巷工程的整体安全稳定。本文研究结果为深部矿体安全高效回采、采场地压管理和控制上覆岩层安全稳定提供了理论决策依据和技术指导。

摘要：为研究阻尼器布置方式对不规则建筑结构耗能减震的影响,设置3种不同阻尼器布置方案,以8度区(0.2g)18层平台式连体结构建筑为研究对象,采用数值模拟的方法,使用PKPM进行结构设计,使用Etabs进行补充复核及地震作用下的时程分析,并将3种阻尼器布置方案下的减震结构与非减震结构的地震反应进行对比分析。结果表明,采用耗能减震设计之后,结构在地震作用下层间位移角及基底剪力等均有着明显的减小。阻尼器分散布置时,对结构层间位移角控制较好,可以提供较大的附加阻尼比,能量耗散多;当阻尼器采取集中布置时对结构的基底剪力控制较好。以层间位移角为控制目标首选分散布置方案,以基底剪力为控制目标时首选集中布置方案。

摘要：为快速检测云南烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV),本研究根据来自云南烟草TMV分离物的外壳蛋白(CP)基因保守核苷酸序列,设计了5组引物进行筛选,并采用单一变量法对反应的温度、时间、甜菜碱浓度、dNTPs浓度、Mg2+浓度及内、外引物浓度比等进行逐一优化,建立了云南烟草TMV逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测体系。结果表明,最佳引物组为第4组,最适反应温度为60℃,甜菜碱、dNTPs、Mg^(2+)的最佳反应浓度分别为0.6、0.4、2.0 mmol/L,最佳内、外引物浓度比为4∶1,最佳反应时间40 min。优化后的RT-LAMP经SYBR Green I染色可肉眼判断结果,特异性高,灵敏度是常规RT-PCR的10倍。RT-LAMP检测体系的建立为云南烟草TMV的检测提供了一种便捷、高效、可靠的方法。

摘要：时变转速工况下的轴承故障诊断分析方法大多是基于主轴转速的阶次跟踪方法,但由于设计、成本等原因,转速计广泛应用受限。而基于时频脊线提取的阶次分析不依赖转速计可直接进行分析,但目前脊线提取存在提取精度较差以及提取流程效率较低等问题。据此,提出一种应用于脊线提取的短时集中变换(short-term concentrated transform, STCT)方法,首先通过一个遍历时频矩阵的向量处理时频矩阵内的数据以提高时频分辨率;其次使用新的脊线提取流程,在几乎不增加计算成本的前提下更高效、准确地完成时频脊线提取;最后通过仿真和实测信号验证该方法及流程的准确性,通过与其他时频方法的比较进一步说明所提方法的优越性,最终实现轴承时变转速工况下的故障诊断。

摘要：针对当前高功率CPU静音散热需求,提出了一种新型被动式散热器.应用数值仿真与实验验证的方式对该散热器在不同加热功率下的温度、启动性能、热阻进行了研究.仿真结果表明:在120 W加热条件下,该散热器温度分布均匀,波动较小,最高温度仅为64.00℃,启动时间在900 s左右,平均接触热阻处在0.01~0.2℃/W之间.实验结果表明:在120 W加热条件下,该散热器最高温度仅为68.28℃,启动时间在900 s左右,平均接触热阻仅为0.11℃/W,满足计算机CPU在该功率下正常运行需求.

摘要：为满足果实采摘需求,设计了一种基于YOLOv5与双目视觉定位的采摘机器人。通过一个全向轮底盘搭载六自由度机械臂,利用YOLOv5目标检测算法实现果实种类识别及平面坐标测量;利用双目视觉实现深度坐标测量,将两者相融合并转换得到机械臂坐标系下的果实三维坐标x、y、z,由三维坐标进行逆运动学解算得到机械臂各个关节角度,最终通过控制关节角度的改变实现果实抓取,并结合Android、物联网技术实现实时视频远程查看与机器人远程控制。试验结果表明:基于YOLOv5实现3种果实识别模型的训练,模型精确率99.7%,召回率99.8%,mAP(0.95)89.03%,每种水果的识别准确率平均为95%;机械臂投射到二维平面进行逆运动学解算,降低了运算量与运算时间,平均解算时间为0.252s。分别对仿真桃子、桔子、石榴进行采摘50次,平均单次采摘时间为13.48、13.91、13.76s。系统具有良好的实时性与准确性,适宜布署于嵌入式系统,满足果实采摘需要。

摘要：为研究冷却方式和骨料粒径(AS)对水泥砂浆试样的微观孔隙分布特征以及损伤的影响,将AS分别为0.63~1.25 mm、1.25~2.5 mm、2.5~5.0 mm、5.0~10.0 mm的水泥砂浆试样加热到400℃后分别放置在空气和水中冷却.采用低场核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)和数字声波仪分别测试了T_(2)谱、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和纵波波速,研究了冷却方式和AS对水泥砂浆试样孔径分布及几何平均孔隙半径、孔隙体积、纵波及损伤程度的影响,并深入探究了MRI像素特征值(均值ω、标准差δ和熵)与损伤度之间的联系.结果表明:高温作用后孔隙几何平均半径、孔隙体积、ω、δ、均增大,但受冷却方式及AS影响,变化幅值有所区别:一方面,水冷对试验样损伤度大于气冷,高温水冷后毛细孔T_(2)峰面积、孔隙几何平均半径、孔隙体积、ω的增加幅值均大于气冷;另一方面,水冷作用下胶凝孔T_(2)峰面积减少,而气冷下的孔隙几何平均半径和初始情况下的δ几乎不受AS影响.同时,AS与毛细孔T_(2)峰面积、水冷下的孔隙几何平均半径、孔隙体积的增加量呈负相关,与ω、气冷作用下的成正相关.试样高温后MRI的亮斑在既有光斑上扩展、联通形成更亮更大的光斑,并且MRI像素值服从正态分布.损伤度与ω和存在指数函数关系(R^(2)为0.91和0.76),可用ω来表征多孔介质的损伤程度.