2026年, 第46卷, 第4期 刊出日期：2026-07-15
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 1-14. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.001磷是作物生长过程中的必需元素,在农业生产过程中占据重要地位。然而,当下我国正面临磷资源短缺和农田磷肥利用率低下的双重困境。由于具有丰富微孔结构、较大比表面积以及成本低、易获得的优势,农业废弃物生物炭成为一种新型环保磷回收材料。为深入分析生物炭对磷的吸附及资源化利用的研究和应用进展,本文系统综述了农业废弃物生物炭的原料筛选、热解工艺优化、改性方法选择等对磷吸附性能的影响,总结了生物炭介导的磷在土壤改良和修复中的资源化利用效果,并进一步评估了生物炭应用过程中的经济效益、生态效益以及可能产生的生态环境风险,以期为富磷生物炭的规模化应用及风险管控提供理论依据,为促进循环农业发展提供实际支撑。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 15-29. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.002本文提出了一种采摘机器人覆盖路径规划算法。首先由采摘机器人通过激光雷达采集环境点云信息,并建立二维地图;然后通过双目摄像头识别葡萄并输出对应坐标信息,同时投影至地图;最后基于葡萄在地图上的分布,采用CLIQUE算法对其进行聚类,将覆盖路径规划分为全局簇间遍历和簇内覆盖两步。其中,全局簇间遍历顺序的求解可看成旅行商问题,采用改进蚁群算法来解决;设计了一种结合波前算法和贪心算法的簇内覆盖策略来指引采摘机器人更高效地覆盖目标区域,并进行了相关实验。实验结果表明,该算法在覆盖时间和路径上均优于其他算法。这表明本文提出的覆盖路径规划算法有效缩短了果园的覆盖路径,节省了资源,提高了采摘机器人的工作效率。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 30-43. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.003显微视野下多定点细菌生长图像的定时程分析对于测定最低抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration, MIC)及研究抗生素对细菌生长的微观影响具有重要意义。为探究抗生素对细菌的抑制效果,研究人员构建了一种基于微观图像特征的微流控机械显微分析平台。针对数据采集过程中图像对比度较低及模型在检测细菌等小目标时性能不足的问题,本文提出了基于限制对比度的自适应直方图均衡化的图像增强方法,并设计了高效的跨阶段瓶颈结构、基于注意力的多尺度特征融合的改进模型。改进后的模型在细菌图像的mAP0.5指标上由74.9%提升至78.5%,在BCCD数据集上亦提升了1.5%。融合改进的YOLOv8(You Only Look Once Version 8)模型与分割一切模型(Segment Anything Model,SAM),构建了YOLO-SAM二阶段模型,用于提取细菌微观图像的面积特征。该模型进一步应用于分析不同浓度硫酸阿米卡星作用下细菌的面积大小分布变化。同时,比较了宏观光密度(Optical Density, OD)值和微观图像特征在多浓度抗生素条件下的分布梯度。通过对3550帧数据的分析,确定硫酸阿米卡星的最低抑菌浓度约为7.5 μg/mL。不同浓度抗生素对细菌生长的动态影响可在约2 h内显现,显著快于传统OD值变化方法。该方法可实现对任意目标样本的不同时程生长情况的分析,具备准确、快速、可追踪及样本数据容量大的优势。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 44-52. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.004基于光伏发电微型离网逆变器模块,提出了一种新型的交错并联谐振型单级逆变器。首先研究了逆变器的工作模态,进而探究移相控制下输出电压与移相角的关系,推导直流到交流的增益公式,并通过在一个工频周期内对移相角的控制实现对输出电压波形的控制。该逆变器具有结构简单、电气隔离等优点,最后通过实验验证了所提拓扑和调控方法合理性。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 53-62. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.005针对逆变电源负载动态变化引起的谐波增大和电能质量下降问题,提出了一种鲸鱼算法优化模糊PID控制器的策略。该策略利用鲸鱼算法优化模糊控制器的比例因子,提升控制系统性能。通过仿真和2 kW实验样机验证,对比了传统PID、模糊PID和鲸鱼算法优化的模糊PID三种控制策略的动态性能差异。结果表明,所提控制策略能够有效降低输出电压的谐波含量,改善逆变电源系统的动态性能。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 63-71. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.006为了解决稀土价格攀升导致的稀土永磁体成本过高的问题,研究以MnAl永磁为代表的无稀土永磁成为了当务之急。本文采用低熔点元素Ga、In联合掺杂,利用电弧炉熔炼和熔体快淬技术制备了MnAl基永磁材料,并通过调控热处理工艺,研究磁体的相转变、组织结构和磁性能。研究发现,熔体快淬技术比电弧熔炼技术更适合制备高磁性相的永磁材料。熔体快淬制备的带材中,In相处在晶界位置,经过热处理后,带材样品中均可以出现磁性相,400～550 ℃热处理带材的饱和磁化强度变化不大。600 ℃热处理后的样品饱和磁化强度较低,但矫顽力较高,获得的最大矫顽力达3.332 kOe。不同时间热处理对带材样品的矫顽力影响不大。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 72-79. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.007本文聚焦于在含水量和电压控制条件下,合成和表征超薄多孔二氧化钛(TiO2)纳米管。通过改变阳极氧化参数,特别是将含水质量分数提高至10%并施加高达50 V的电压,制造了具有孔隙结构且壁厚比传统方法薄的7.92 nm的TiO2纳米管。这些独特结构的TiO2纳米管显示出较高的析氢电位,有助于抑制竞争性析氢反应,从而提高CO2还原效率。后续的电化学测试表明,这些纳米结构表现出较低的过电位和Tafel斜率,表明催化过程更为高效,特别是在CO2电催化还原反应中。此外,电双层电容测试显示,这些TiO2纳米管阵列具有更大的比表面积,有助于提高其催化能力。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 80-87. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.008基于三相静止坐标系下永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的电压方程并借助Simscape搭建了一种考虑绕组互感的PMSM模型。该模型克服了MATLAB/Simulink中的PMSM模型集成度高、参数修改不便等问题,并在传统PMSM模型功能的基础上增加了电机三相绕组自感、互感与反电动势参数的输出功能。通过搭建矢量控制系统仿真模型,并与传统PMSM模型的输出波形进行对比,验证了电机模型的正确性,为三相静止坐标系下PMSM建模仿真研究提供帮助。
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杭州电子科技大学学报. 2026, 46(4): 88-102. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2026.04.009针对目前超声金属焊接质量监测领域采集传感器数据单一、质量评估指标尚不完善的问题,本文提出一种融合振幅、功率、压力等多源数据的超声焊接质量预测模型,以实现对焊接样本接触电阻的有效预测。首先,使用激光多普勒测振仪采集焊头高频振动信号,与压力、功率和深度等低频信号作为预测焊接质量的数据源,通过回路电阻仪测量焊接样品的接触电阻。其次,针对高频振动数据的非平稳性与多模态混叠现象,提出一种基于智能参数扰动模拟退火的自适应变分模态分解算法(Perturbation-based Parameter Simulated Annealing Adaptive Variational Mode Decomposition,PPSA-VMD),实现振动数据的自适应分解与振幅数据重构。最后,构建一种基于MobileNetV2的多传感器决策融合模型,分别将振动、压力、功率和深度数据以不同组合方式输入至模型的不同融合阶段,系统比较并筛选出最优的融合数据类型与融合策略,以提升接触电阻的预测精度。
