摘要：探讨炭基肥对土壤环境因子和微生物群落的影响,可以解决如何通过炭基肥改善旱区土壤状况和促进农业可持续发展的问题.以玉米“先玉335”为供试品种,采用随机区组设计,设5个处理:CK(普通化肥450 kg·hm^(-2))、T1(炭基肥1125 kg·hm^(-2))、T2(炭基肥1013 kg·hm^(-2))、T3(炭基肥900 kg·hm^(-2))和T4(炭基肥788 kg·hm^(-2)),采集成熟期玉米农田土壤,分析不同炭基肥处理对土壤理化性质、土壤酶活性和微生物多样性的影响.结果表明:①与单施化肥相比,施用炭基肥显著降低旱区农田土壤容重,增大土壤间孔隙度与田间持水量,提高土壤养分及酶活性.T1和T2处理的有机碳、全氮和全磷含量分别显著增加13.68%~32.63%、25.00%~26.79%和35.00%~47.50%,脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别显著增加49.04%~91.35%、48.88%~58.71%和20.69%~31.03%.②T3和T4处理降低了微生物的Chao1、Shannon、Simpson、Faith_pd和Pielou_e指数.各处理优势菌门为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,相对丰度为71.50%~86.66%,T1和T2处理显著增加了变形菌门和放线菌门相对丰度,降低了酸杆菌门相对丰度.各处理下微生物的氨基酸代谢、碳水化合物代谢、能量代谢、遗传信息处理和新陈代谢功能的相对丰度无显著性差异,均在18.12%~21.34%之间.③相关性分析显示,除土壤容重外,土壤物理性质、土壤养分与土壤酶之间呈显著正相关,不同优势菌门与土壤环境因子之间的关系存在显著差异,微生物的6个功能通路与土壤养分显著正相关.PLS-SEM分析发现,炭基肥通过调控土壤物理性质、土壤养分以及土壤酶直接或间接影响微生物群落,土壤养分是土壤微生物群落演替的主要驱动参数.最后,PCA分析显示,土壤综合肥力表现为:T2>T1>T3>CK>T4.综上,炭基肥改善了旱区土壤的物理、化学和生物特性,从而提高了土壤综合肥力,炭基肥1013~1125 kg·hm^(-2)的施用量适合在旱区玉米种植中推广.

摘要：针对微带天线辐射功率低、金属波导不易集成化等问题,同时具备微带和波导双重优势的基片集成波导(SIW)在雷达通信领域备受瞩目。基于三维电磁仿真软件HFSS,设计了工作于W波段,中心频率为77 GHz的十元SIW缝隙线阵、微带线-SIW转接器及一分十二树状功率分配器,继而提出了一款车载毫米波雷达12×10 SIW椭圆形缝隙面阵。为有效提高设计效率,在MATLAB中使用HFSS-MATLAB-API(HMA)生成VBScript脚本,调用HFSS自动建模进行天线3D布局及电磁兼容性仿真,并使用遗传算法优化。仿真结果显示,该阵列增益为20.6 dBi,回波损耗很小,E面和H面的3 dB波束宽度分别为8°和14.3°,输入反射系数谐振频点在77 GHz时小于-20 dB。所设计天线效率高、剖面低、方向性强,易于集成且阻抗匹配良好,在车载物联网(IoT)和毫米波系统中应用前景广阔。

摘要：【目的】盐渍土作为渠道地基,在季节冻土区对渠道衬砌易造成严重的冻胀和盐腐蚀破坏,为明确固化前后盐渍土的冻胀和盐分迁移问题开展试验研究。【方法】设计了5组固化前后盐渍土的室内冻融循环试验,分别以5种压实系数(0.855、0.879、0.903、0.927和0.952),3种含水率(10%、14%和18%)作为控制条件,探究了固化前后盐渍土在冻融循环条件下冻胀力、冻胀量和盐分迁移量的变化规律。【结果】冻融循环中固化前后盐渍土试样的冻胀力均会出现明显的波动现象,冻胀力波动的温度区间在-10~0℃;固化盐渍土在同深度处的最大冻胀力和最大冻胀量较盐渍土有明显衰减,冻胀力衰减达65.0%、冻胀量衰减达41.8%;固化前后盐渍土试样的盐分迁移量随深度增加均呈减小趋势,同深度处固化盐渍土的盐分迁移量明显小于盐渍土;随着压实系数的增加,固化前后盐渍土的冻胀力、冻胀量和盐分迁移量均呈先增后减的变化趋势。【结论】固化盐渍土较盐渍土在抗冻性和抑制盐分迁移特性方面均有明显提高。建立了固化前后盐渍土最大冻胀力、最大冻胀量与压实系数、冻融循环次数间的关系模型以及盐分迁移量与深度间的关系模型,通过关系模型得出对于小型渠道盐渍土地基的压实系数在0.85~0.90较佳,中、大型渠道在0.94以上较为合适。

摘要：围绕吸波器“轻、薄、宽、强”的发展目标,提出一款基于基片集成波导结构的石墨烯超宽带吸波器。将石墨烯材料蚀刻成有图案的周期结构,通过调控外加偏置电压,使其表面阻抗可调,进而设计出一款频率及吸波能力均动态可调谐的吸波器。该器件工作于微波频段,在15.76~41.73 GHz频段内的吸波率大于90%,相对带宽为90.35%,整体厚度仅为1.66 mm,其具有超宽带吸收及低剖面特性。通过调节方阻变化,该器件在17~40.3 GHz频段内有效实现频率动态调谐。随着方阻自140Ω/sq逐渐增大,反射波增加,吸波模式逐渐向反射模式过渡。基于该器件进一步构成2×2阵列,其在15.77~41.33 GHz频段内的吸波率大于90%。在石墨烯和底部ITO之间加载的偏置电压有众多组合,吸收带宽可任意调制。仿真结果显示,该设计具有低剖面、小型化、集成能力强等优势,具有良好的动态可调谐与强吸收特性。

摘要：因悬挂链运送喷涂工件难以严格定位,导致其下挂效率低下,提出一种基于3D视觉引导机器人进行喷涂件下挂的控制策略。通过实例分割网络Mask-RCNN进行训练推理,得到喷涂件实例MASK,获取经像素对齐并实例分割后的彩色图和深度图,利用相机内参重建喷涂件三维点云;离线生成喷涂件模板点云,在线生成喷涂件目标点云,经点云初始配准矫正喷涂件的位姿后,进而通过ICP精配准算法实现喷涂件位姿估计;在机器人视觉系统手眼标定之后,进一步通过5次多项式插值设计机器人关节平滑运动轨迹,控制引导机器人进行喷涂件下挂。实验结果表明,喷涂件位姿估计角度平均误差不超过10°,在Z移动方向上误差值平均为6.83 mm,最小为0.02 mm,且在仿真环境和现场环境可引导机器人实现喷涂件自主下挂。

摘要：双腿轮式机器人融合了足式与轮式机器人的优势,展现出灵活性和高速高效特性。然而,精确控制这类机器人需要对运动学和动力学模型进行深入研究。此外,欠驱动、强耦合和非线性等控制难点也进一步加剧了机器人运动与自平衡控制的挑战。为应对这一挑战,本文提出一种分布式动力学建模策略,分别对机器人的躯干及腿轮子系统进行了精确建模,保留了机器人的所有动力学特性,并据此设计出以腿轮末端输出力矩为控制目标的力矩解算器。随后,基于该模型创新性地提出一种全身力矩控制框架,旨在实现双腿轮式机器人的运动控制和动态平衡。为进一步提升其运动性能,还规划了多运动模式,并成功地集成到全身力矩控制系统中。在MATLAB环境下搭建了双腿轮式机器人仿真实验平台,设计了两种行走实验方案和3种不同跳跃高度的仿真实验。实验结果表明,行走速度误差小于0.09 m/s,跳跃高度误差控制在0.02 m以内,验证了控制策略的可行性。最后,搭建了腿轮融接型复合结构的双腿轮式机器人,成功开展了机器人多运动模式实验,进一步证实了机器人在运动控制作业中的高精度表现,其躯干高度误差在3.38 mm以内,俯仰角误差不超过0.04 rad。研究结果充分验证了分布式全身动力学建模的精确性以及全身力矩控制系统的有效性,为双腿轮式机器人的运动控制研究提供了新的理论框架和实践指导。

摘要：针对高速发展的毫米波雷达对宽带、高增益天线设计提出的需求及挑战,提出一款改进型沙漏形缝隙结构,进而设计出W波段高增益宽带基片集成波导(SIW)多谐振沙漏形缝隙阵列天线,并利用遗传算法优化参数以平衡阻抗带宽和辐射效率。仿真结果显示,该SIW缝隙面阵可激励出多个谐振频率,实现带宽拓展,使得-10 dB阻抗带宽达到了76.32~100.39 GHz,相对带宽为27.24%,覆盖W波段68.8%。且辐射效率为93%,最高增益达到了19.6 dBi,天线尺寸小,增益及效率提升明显。谐振频点处电压驻波比(VSWR)小于1.2,回波损耗S11小于-20 dB。该天线频带宽、剖面低、增益高且易于高度集成化,可广泛应用于无线通信及毫米波领域。

摘要：为了满足通信设备大容量数据传输与设备小型化的需求,提出了一种包括矩形贴片、介质基板和开槽接地板的多模式可重构太赫兹微带天线。基于石墨烯材料在太赫兹波段的电可控特性,将3组石墨烯作为调控开关分布在开槽处,通过控制石墨烯的偏置电压实现开关通断。该天线具有6种频率可重构模式,谐振频率分布在2.652~4.565 THz范围内,-10 dB带宽均大于10%,最大辐射增益为2 dBi,反射系数均低于-15 dB,表现出了良好的辐射特性。将单组石墨烯作为微调控制单元时可实现天线小频率范围内的可调谐功能,在石墨烯太赫兹可重构天线和天线阵列设计中具有巨大的应用潜力。

摘要：CO2加氢经甲醇(含氧中间体)制低碳烯烃工艺路线,可实现成醇、脱水两步反应串联协同进行,打破费托合成产物Anderson-Schulz-Flory(A SF)分布限制,高选择性地制取低碳烯烃。传统甲醇合成Cu基催化剂加氢能力较强,在两步反应中产物以CH4、低碳烷烃为主。实验设计、制备了CuZnTiO2/(Zn-)SAPO-34复合催化剂,实现了CO2加氢在Cu基复合催化剂上高选择性合成C2~C 4烯烃(约60%)。研究表明,两步反应过程中甲醇体积分数较低(<6%),且高温下逆水煤气变换反应严重,导致催化剂酸性变化对产物分布的影响较大。调变两类活性位点比例发现,CH4的产生与串联反应存在竞争关系,SAPO-34酸量的增加抑制了CH4的生成,促进串联反应正向进行;合适的酸性有助于生成C2~C 4烯烃。控制成醇、脱水两类活性位点接触距离可调变烯烃的二次反应,降低加氢能力,改善产物分布。

摘要：为了对沙漠砂混凝土高温后力学性能进行研究,考虑6个温度等级,采用自然冷却和浇水冷却两种方式,设计水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率四因素三水平正交试验,进行沙漠砂混凝土高温试验,分析各因素对沙漠砂混凝土高温后抗压强度影响。通过对试验结果进行分析,确定沙漠砂混凝土最优配合比为水胶比0.39,粉煤灰掺量10%,砂率40%,沙漠砂替代率10%。