沈阳工业大学学报

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电气工程

永磁直线同步电动机智能变结构位置控制

杨俊友;杨磊;董科

2009, 31(3): 241-246.

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针对滑模变结构控制对参数不确定上界、外部扰动上界难以确定及固有抖振等问题，设计了永磁直线同步电动机智能变结构位置控制器，利用模糊递归神经网络估计参数和外部扰动不确定上界，通过Lyapunov稳定性原理分析得到控制器的收敛条件，并证明了其稳定性，使估计上界的收敛速度明显提高，从而大大减小了系统抖振.仿真和实验结果表明，模糊递归神经网络滑模变结构控制算法具有快速的动态性能，并且对内部参数变化和外部负载扰动具有很强的鲁棒性.系统位置控制精度高，减小了系统抖振，证明了该方法的合理性和有效性.

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电气工程

断路器合闸过电压计算与分析

徐建源;孟涛;林莘;李学斌

2009, 31(3): 247-251.

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针对550kV变电站罐式断路器在投入空载输电线路时引起的断路器合闸电阻损坏问题，通过利用电磁暂态程序EMTP仿真单相断路器在不同合闸相角下的合闸过电压，计算了暂态过电压下合闸电阻的热量，发现合闸电阻故障的原因，重点分析了合闸过电压对断路器中合闸电阻绝缘的影响.仿真结果表明，由于线路中电抗器对合闸过电压具有一定的抑制作用，因此，各个节点上的过电压幅值较小，同时，合闸相角对合闸过电压幅值具有一定的影响.

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电气工程

永磁直线同步电动机自适应摩擦补偿控制

王丽梅;武琳;刘春芳

2009, 31(3): 252-256.

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针对永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统的精度受非线性摩擦力、动子质量变化等因素影响这一问题，设计了基于库仑摩擦的模型参考自适应系统，以对摩擦力进行在线补偿.设计了满足系统位置性能要求的IP位置控制器；将模型参考自适应参数辨识器与摩擦补偿自适应控制系统相结合，采用模型参考自适应参数辨识器对变化的动子质量加以辨识，使基于库仑摩擦的模型参考自适应系统中的动子质量参数得到更新.仿真结果表明，该方法提高了系统的位置跟踪精度，同时增强了系统的鲁棒性能.

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电气工程

SF₆断路器磁流体二维电弧模型化与仿真

刘晓明;袁大勇;曹云东;邵先军;邹积岩

2009, 31(3): 257-261.

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为反映SF₆断路器在短路开断过程中电弧与气流的作用，以磁流体力学理论为基础建立了SF₆电弧二维物理数学模型，考虑了电场、磁场、湍动气流场及辐射场间的耦合作用及SF₆气体物性参数随吹弧气流温度与压力变化对电弧等离子体的影响.采用有限体积法对SF₆断路器短路大电流开断时的稳态电弧进行数值仿真，定量分析了SF₆电弧与电磁及可压缩、有粘、有源、湍动气流间的相互作用.研究发现，电弧提高了灭弧室喷口上下游气流的压力差，并且电弧半径也因自身电磁力的作用而不断变化，在喷口喉部较大，而在电极附近较小.

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电气工程

多重化逆变器及其控制方法

梁中华;于平泳;刘春芳;卢宝宏;刘宏楠

2009, 31(3): 262-265.

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为了实现变频器高压输出，克服死区时间对整个系统的影响，利用6个普通三相方波逆变器实现11个方波电压叠加逆变器，并对此逆变电路提出了一种新型的空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制方法.将SVPWM的180°导通型和120°导通型结合起来，采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环控制方法对整个系统进行控制.Matlab/simulink仿真结果表明，该方法既可以消除死区时间的影响，又可以提高电源利用率，同时，该多重叠加技术还可以改善电压波形，提高逆变器的输出电压和功率.

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电气工程

基于极低频电磁波的管道检测定位技术

高松巍;孙小京;杨理践

2009, 31(3): 266-270.

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针对传统有缆定位方式受电缆重量、信号损耗、管道等因素影响问题，提出一种基于极低频电磁波磁偶极子模型的管道内部检测器定位方法.根据极低频电磁波的特性以及发射线圈实质为螺线管的特点，研究了极低频电磁波发射天线（螺线管模型）磁场在介质中的分布规律，结合工程应用中的要求，建立了极低频电磁波的磁偶极子传输模型.磁偶极子理论计算结果表明，发射天线磁场空间的磁场强度幅值随位置的改变具有对称、双峰分布的规律.

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风力发电技术

双馈风力发电机组的动态模型仿真

姚兴佳;田雷;邢作霞

2009, 31(3): 271-276.

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为满足在电网发生故障时风电机组需保持与电网连接并向系统不间断供电的要求，提出了双馈风力发电机的动态模型、变流器模型、变流器保护及电网模型，以研究双馈风力发电机的暂态特性.以1.5.MW SUT1500双馈风力发电机为原型，由一个无穷大电源等效电网模型，变流器模型采用定子磁链的定向电流矢量控制方法，利用PSCAD软件对双馈电机的暂态特性进行仿真.仿真结果表明，矢量控制能够实现双馈电机的有功、无功解耦，并可改善系统的低压穿越能力.

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风力发电技术

兆瓦级风力发电机故障诊断

陈长征;梁树民

2009, 31(3): 277-280.

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为确保能及时发现风力发电机故障，避免因故障而造成巨大损失，提出采用对兆瓦级风力发电机主轴和齿轮箱振动信号进行频谱分析的方法.从风力发电机采集到的频谱信号若超过设定的报警限，则对实时处理信号与数据库存储信号进行比较，通过LabVIEW图形化编程语言，将采集的信号进行小波变换和频谱分析，获得信号频谱图，可以准确判断出风力发电机产生的故障及位置，为齿轮箱和主轴的故障诊断寻找依据.现场试验证明，该方法可准确、有效地诊断出风力发电机故障，具有可行性.

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材料科学与工程

电磁搅拌对Al-18Mg₂Si合金组织与性能的影响

李英民;于跃;任玉艳

2009, 31(3): 281-285.

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为了研究电磁搅拌对Al-18Mg₂Si合金组织及性能的影响规律，对Al-18Mg₂Si合金进行了不同磁感应强度和搅拌时间的电磁搅拌实验.通过显微组织分析和力学测试表明，提高磁感应强度和延长搅拌时间，合金中的初生Mg₂Si相明显圆整、细化；合金的抗拉强度和硬度也有一定程度的提高.但磁感应强度过大，会导致合金组织粗化；搅拌时间过长，会使性能降低.磁感应强度在0.01～0.012T、时间持续60s的电磁搅拌能够显著改善Al-18Mg₂Si合金的显微组织和力学性能.

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材料科学与工程

热挤压对AM50-1%Gd合金组织与性能的影响

田素贵;张书颖;王岭;尚丽娟

2009, 31(3): 286-291.

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针对镁合金高温力学性能差的问题，通过采用热挤压、时效处理、力学性能测试及组织形貌观察等方法，研究了热挤压处理对AM50-1%Gd合金组织与性能的影响.结果表明：AM50-1%Gd合金组织结构由αMg、Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Gd相组成.热挤压可明显提高AM50-1%Gd合金的抗拉强度和屈服强度，并随着挤压温度的降低，合金的强度值增大.而经时效处理后，挤压态合金在室温及高温的抗拉强度和屈服强度可再次提高.挤压态AM50-1%Gd合金中的细小晶粒来自于热挤压期间发生的动态再结晶，热挤压能提高合金抗拉强度的主要原因是形变强化和细晶强化，而细晶强化和细小第二相沿晶界弥散析出是时效态合金综合力学性能好的主要原因.

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材料科学与工程

电弧喷涂铁铬铝/铝复合涂层的高温抗氧化机理

李德元;鄂世国;张忠礼;何越

2009, 31(3): 292-295.

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为了进一步提高涂层体系的抗高温氧化性能及使用寿命，采用铁铬铝做底层，纯铝做外面的涂层，形成了铁铬铝/铝复合涂层.通过对电弧喷涂铁铬铝/铝复合涂层在900℃下加热试验后的试件进行分析表明，由于铁铬铝底层与碳钢基体之间发生冶金结合，增加了涂层体系的可靠性，并且铁铬铝底层还为铝涂层提供了极好的沉积表面.铝层的应用不但增加了涂层中的铝元素，还有助于提高铁铬铝涂层的自封孔能力.研究还进一步表明，铁铬铝/铝复合涂层有利于阻止氧的扩散，可提高涂层体系的高温防护作用.

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材料科学与工程

晶体Si能带的密度泛函及第一性原理计算

郭连权;刘嘉慧;宋开颜;张金虎;马贺;武鹤楠;李大业

2009, 31(3): 296-298.

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针对晶体Si在二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路中的应用与其能带结构密切相关的问题，采用密度泛函理论及第一性原理的赝势平面波方法，从理论上计算了晶体Si的电子能带.计算结果表明：Si的晶格常数为0.540nm，与实验参考值相吻合；其价带宽度为11.80eV，导带宽度为9.58eV，该结果与其他学者用OPW方法所计算的结果相符合；价带与导带之间的禁带宽度为0.80eV，进一步说明了Si是良好的半导体材料.

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材料科学与工程

基于仿真切割的晶粒三维尺寸分布评价系统

乔瑞庆;王辉;田素贵

2009, 31(3): 299-305.

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以Mendelson在评价三维尺寸时所描述的陶瓷结构特征为基础，对不同σ，μ值的等轴晶粒三维尺寸对数正态分布进行等区间数据处理.利用仿真切割方法得到随机截面，并进行随机截线长度、概率的计算，得到随机截线分布并以此建立尺寸分布数据库.在实际应用时，通过测量材料切面上晶粒的随机截线，可绘制出随机截线分布曲线，再通过对尺寸分布数据库的检索，找出与实测随机截线分布相吻合的随机截线分布，得到所对应的三维尺寸分布的σ，μ值，从而得到材料内部晶粒的三维尺寸分布.

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材料科学与工程

小孔等离子弧焊的等离子弧功率损失分析

董晓强;高贺;孙磊

2009, 31(3): 306-309.

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为了从理论上了解焊接工艺过程中等离子弧的功率损失，通过计算对小孔等离子弧焊的等离子弧功率损失进行了分析.分析表明，等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等几部分.通过对这几部分损失的定量计算表明，电弧在压缩区、非压缩区和小孔区的功率损失分别为28.16%、10.68%和39.89%，说明功率损失主要来自于枪体及工件的热传导，而辐射和对流所占的比例则较小.

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材料科学与工程

超细钛酸钡粉末介电性能测试新方法

鲍婕;李盛涛;陈琪;刘涛

2009, 31(3): 310-313.

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针对超细粉末测试条件极难控制、常温下容易吸潮、表面状况不定等问题，为了克服传统粉末介电性能测试方法在煅烧工艺中改变超细粉末微观结构的缺点，提出了一种有机无机复合制备试样的新方法.该方法以环氧树脂为基体材料，按不同比例添加超细钛酸钡粉末，使用超声波分散、抽真空等工艺进行处理，制备出配比不同的复合试样.通过测试复合试样电参数随温度、频率的变化，总结实验规律，提出了基于理论换算、建立微观结构模型研究超细钛酸钡粉末介电性能测试的新方法.

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机械工程

基于精益6σ的库存管理系统

王迎春;刘永贤;刘巍巍;冯杰

2009, 31(3): 314-318.

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针对一直困扰企业供应链库存管理领域中的信息类问题，结合Agent技术和精益6σ思想对其进行了研究.采用Agent技术以及由其组成的多Agent系统来模拟、优化、实施、控制企业供应链和在此环境下的库存管理系统的运行，构建了包括“节点企业内部库存管理、节点企业间库存协同管理”的新的库存管理系统.该库存管理系统能很好地解决传统模式中所面临的信息类问题，既适用于现代集群式生产的企业盟主的库存管理，也适用于其它中小企业的库存管理.

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机械工程

低速轮胎试验机垂直力加载系统

王野牧;孙晋龙;王绍为

2009, 31(3): 319-322.

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针对轮胎变形产生的力变化范围大、控制精度要求较高等问题，研究了低速轮胎试验机垂直力加载系统.该闭环控制系统以伺服比例换向阀作为控制元件，以非对称液压缸为输出元件，以压力传感器作为反馈元件，实现了对输出力的精确控制.给出了该系统的工作原理，并推导出该系统的动态响应数学表达式.以Matlab中动态仿真工具Simulink软件包为开发工具，将其应用于该闭环控制系统的动态响应计算中，给出了考虑干扰量情况下的Simulink仿真方法。结果表明，数学模型及结论均具有一定通用性；用Simulink实现仿真，代替操作人员完成了繁琐的“内部”计算工作.

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信息科学与工程

基于GPRS网络的远程供暖数据监控系统

朴兴哲;李英顺;蔡林;薛玉善

2009, 31(3): 323-327.

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为了实现采暖用户数据的远程实时在线监控、集中控制管理和按需消费热能，根据监控系统的实时性和经济性要求，提出一种基于通用分组无线业务（GPRS）网络技术的供暖监控系统通讯方案.监控方案由SIEMENS公司的GPRS网络通讯模块MC55、监控中心服务器、基于低功耗的MSP430FW427混合信号微控制器的热能测量表终端等组成.测量终端与通讯模块之间采用RS485串行通讯，在监控结点与监控中心之间提供一个透明的数据传输通道，实现了远端结点与监控中心的实时数据交换.通过实验运行，系统数据传输速率约为60kbit/s，具有高可靠性、高数据传输率等优点.

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信息科学与工程

基于LLM的时间序列异常子序列检测算法

杜洪波;张颖

2009, 31(3): 328-332.

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为了提高时间序列中异常子序列检测算法的有效性，提出一种基于局部线性映射（Local Linear Mapping，LLM）的异常子序列检测算法.该算法将时间序列子序列通过其相邻子序列线性重构，很好地保留了时间序列子序列与其相邻子序列的相关性基于LLM的映射特性，使用两种异常指标（贡献因子，重构误差），并将其应用于ST东方（B）股票交易时间序列数据集的异常子序列检测中.实验结果表明，所提出的算法对异常子序列的异常检测具有很好的效果，有效提高了时间序列中异常子序列的检测效率.

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信息科学与工程

基于复杂环境的烟雾扩散模拟方法

由颖;王君;王静巍

2009, 31(3): 333-336.

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针对烟雾建模方法无法应用于复杂环境的现状，提出一种在复杂环境中实时模拟烟雾扩散的方法，即对于在烟雾建模阶段采用基于粒子系统建模方法的情况，在烟雾可视化阶段利用Java3D独有的碰撞检测功能，对烟雾与障碍物进行碰撞检测和处理，解决了烟雾建模方法无法应用于复杂环境的问题.实验证明，该方法可与基于粒子系统的烟雾建模方法结合使用，实时表现烟雾在复杂场景中的扩散现象.与不规则物体建模方法相结合，可以近似模拟这些物体在复杂环境中的扩散现象.

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信息科学与工程

基于PROFIBUS的工业以太网在油田中的应用

白山;马艳洁;宋子佳;高洪丰

2009, 31(3): 337-340.

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为了将油井的生产管理由人工管理变成自动化管理，实现油井的远程实时监控，提出了采用SIEMENS OSM形成一个双环冗余的工业以太网的方法，以应用油井远程监控系统（RTU/SCADA）解决油井生产管理的自动化问题.该系统基于PROFIBUS现场总线，采用SIEMENS OSM形成一个双环冗余的工业以太网，在网络或器件出现问题时均能保证网络的通畅，可实现油井的远程实时监控、计量站无人值守、联合站生产参数和设备运行状态自动检测等，对实现油井管理的自动化、提高工作效率、保证数据采集的准确性及加强现场事故的应急处理等都起到了重要的作用.

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信息科学与工程

利用ARM实现的直流接地故障检测装置

孙杰;申红巍

2009, 31(3): 341-344.

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小波变换以其优良的时频分析特性在电力系统故障诊断及信号分析方面获得了广泛的应用，但基于单片机的故障检测装置却不能适应小波算法的高要求.针对这一情况，采用了具有高实时性的ARM微处理器进行嵌入式开发设计，提出了一种基于小波变换的直流系统接地故障检测装置的实现方案，构建了一个完整的软硬件平台.实验结果表明，新的ARM微处理器装置可以实现小波算法，很好地满足检测方案的要求.同时，该装置能有效解决直流电网中对地电容的影响，提高系统的安全性和可靠性.

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控制工程

基于Lyapunov方法T-S模糊系统的H_∞控制

苏晓明;郑伟

2009, 31(3): 345-350.

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针对TakagiSugeno（T-S）模糊系统，研究了H_∞状态反馈控制器的设计问题.利用Lyapunov稳定性理论，采用线性矩阵不等式（LMI）技术，以矩阵不等式和线性矩阵不等式（LMIs）的形式给出2个新的确保T-S模糊系统存在H_∞状态反馈控制器的充分条件.已有的结果没有考虑各个子系统之间的联系，致使所得的条件过于保守，而所提出的方法充分考虑了每个模糊子系统之间的联系，所得到的条件具有更大的宽松性.数值算例说明了该方法的有效性.

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控制工程

模糊神经网络在夹送辊同步控制中的应用

崔宝侠;孔繁顺;段勇

2009, 31(3): 351-355.

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针对滚切式双边剪在钢板剪切过程中的跑偏问题以及夹送辊在输送钢板过程中不同步所造成的钢板跑偏现象，研究了基于模糊神经网络的模型参考自适应控制算法及其在中厚板生产线上双边剪夹送辊传动系统中的应用.利用模糊神经网络的自学习能力整定PID控制器参数，以实现有效的非线性控制.基于此方法进行夹送辊同步控制，以防止钢板跑偏.通过仿真实验，证明了该算法的有效性，说明了模糊神经网络的模型参考自适应控制器在系统参数时变时的控制效果优于传统的PID调节器.

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控制工程

不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制

姜西羚

2009, 31(3): 356-360.

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针对一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性的时滞系统，设计了鲁棒H_∞控制器.对于所有容许的不确定性，基于矩阵不等式给出了系统渐近稳定的条件，对系统的H_∞性能进行了分析，并将所得结果转换成线性矩阵不等式形式（LMI）.设计了系统的鲁棒H_∞控制器，基于Lyapunov方法验证了该控制器不仅满足系统渐近稳定的条件，而且也满足指定的H_∞性能约束条件.数值算例说明了所设计的控制器对时滞和不确定性都具有鲁棒性，仿真曲线证明了该控制器设计的有效性和可行性，同时系统还对干扰具有很强的抑制能力.

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