沈阳工业大学学报

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电气工程

滑模反推式永磁直线同步电动机的速度跟踪控制

杨俊友;刘启宇;赵菲;门博

2009, 31(6): 601-605.

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由于负载扰动和电动机内部参数变化会降低系统的伺服性能，因此为了消除这些不确定因素的影响，保持系统的跟踪性能，提出了一种将变结构控制和反推控制相结合的速度跟踪控制策略.反推法可以保证系统的全局一致渐近稳定，但对变化较快和较大的不确定扰动抑制不够理想；变结构控制具有快速响应及对不确定因素的不变性等优点，采用反推和变结构相结合的控制方法能够实现快速的速度渐近跟踪，同时系统控制器能够保证系统在电动机参数和外界负载变化时具有较强的鲁棒性.应用Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性.

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电气工程

特高压GIS壳体过电压特性

林莘;李爽;徐建源

2009, 31(6): 606-610.

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为了给特高压变电站的远期设计、运行及安装等提供理论数据参考，分析了建立封闭式组合电器（GIS）内部和外部暂态计算电路的方法.利用EMTP电磁暂态程序，建立了晋东南GIS变电站在隔离开关8种不同操作方式下的暂态计算电路，同时对由于隔离开关操作所引起的暂态壳体电位（TEV）进行了计算，得到了在GIS进线和出线套管处、隔离开关处、断路器壳体上的TEV数值，并分析了其可能带来的危害.计算及研究结果表明，在某些操作方式下TEV的最大值超过了10kV，则应对变电站周围的二次设备加强过电压防护，防止可能带来的电磁干扰.

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电气工程

直接驱动X-Y平台递归神经网络控制仿真

王丽梅;武志涛;刘春芳

2009, 31(6): 611-615.

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针对永磁直线同步电动机驱动的X-Y数控平台控制系统中存在的各种扰动，提出了一种基于自组织模糊递归神经网络的控制器设计方法，并利用切线轮廓误差控制器对整体控制构架进行了整合式设计.该控制器融合了自组织模糊神经网络（SCFNN）和递归神经网络（RNN）的优点.仿真结果表明，所设计的控制系统对于参数的变化、外部的扰动等具有较强的抑制作用，减小了系统的轮廓误差，具有较强的鲁棒性.

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电气工程

跟踪时变周期信号的PMLSM重复控制

孙宜标;闫峰;黄伟;刘春芳

2009, 31(6): 616-621.

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永磁直线同步电动机（PMLSM）其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能.为了抑制周期性扰动的影响，设计了伪微分前馈反馈（PDFF）速度控制器和改进型位移重复控制器，并针对时变周期输入信号的跟踪问题，利用Lebesgue平方可积空间转换原理，将t-域时变周期的位移信号转换为θ-域固定周期的位移信号，以实现对时变周期输入信号的精确跟踪.理论推导与仿真结果表明，该方案可有效地抑制PMLSM伺服系统周期性扰动的影响，对时变周期输入信号具有良好的跟踪特性.

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电气工程

永磁直线伺服系统自适应模糊鲁棒控制器

蓝益鹏;李宝智

2009, 31(6): 622-627.

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为了保证永磁直线伺服系统的跟踪性能，消除负载扰动、端部效应、非线性摩擦及系统参数变化等不确定因素的影响，根据自适应模糊控制和H_∞鲁棒控制提出了相应的控制策略.控制器由自适应模糊控制项和H_∞鲁棒控制项组成，自适应模糊控制项用来逼近理想控制律；H_∞鲁棒控制项用来克服模糊逼近误差和外界干扰对输出跟踪误差的影响，并利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性.仿真结果表明，该方案有很强的鲁棒性，同时也使系统具有较好的跟踪性能，大大提高了直接驱动直线伺服系统的鲁棒跟踪精度.

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风力发电技术

永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

姚兴佳;田雷;邢作霞

2009, 31(6): 628-632.

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为了提高风力发电机并网运行性能，提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案，设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案，并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真，结果表明，该控制方法可满足风力发电机运行的需要，证明了该方法的可行性和正确性.

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风力发电技术

兆瓦级风力发电机组多段权系数独立变桨控制

胡岩;刘玥;姚兴佳;郭庆鼎

2009, 31(6): 633-638.

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为了实现风力发电机3个桨叶的独立控制，依据风力机空气动力学原理、风轮扫及面内风速风切特性和塔影效应，提出了基于桨叶方位角信号的多段权系数分配独立变桨距控制方法.根据每个桨叶的方位角信号判断出该桨叶所在的风速区域，选取此区域所对应的相关权系数对3个桨叶统一的桨距角进行重新分配微调，将统一变化的桨距角转化为每个桨叶独立变化的桨距角.系统模型仿真结果表明，该方法不仅可以使3个桨叶桨距角能根据其受风情况做出相应变化，实现3个桨叶独立变桨，在稳定输出功率的同时减小桨叶拍打振动，而且能够根据简化的风力机模型进行变桨控制，方法简洁、有效、容易实现.

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材料科学与工程

多孔陶瓷铜复合材料的显微组织

韩亚苓;张金;李伟;何修禹;孙泰礼

2009, 31(6): 639-643.

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针对电机上电刷等部件服役寿命短的实际问题，采用有机泡沫浸渍法制备了多孔陶瓷；以多孔陶瓷为基体，采用熔渗法制备出铜陶瓷复合材料.利用SEM对多孔陶瓷以及铜陶瓷复合材料进行了显微组织结构分析.发现多孔陶瓷的孔径均匀，孔洞在三维空间上相互连通，基本上接近圆形，且陶瓷骨架的宏观结构表面较粗糙、有微孔，这样的结构有利于熔渗铜；同时发现加入硅灰石和方解石的多孔陶瓷，在熔渗铜的过程中发生粉化现象，而加入堇青石的多孔陶瓷耐高温性能良好，与铜能够形成结合牢固的界面.因此作为导电耐磨材料的多孔陶瓷，其添加剂应选择堇青石.

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材料科学与工程

羟基化SBS嵌段聚合物模板制备银纳米粒子

陈延明;左孝为;李征征;李三喜

2009, 31(6): 644-648.

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针对嵌段聚合物合成过程复杂且成本高的问题，以国产SBS（苯乙烯〖CDF*3〗丁二烯〖CDF*3〗苯乙烯嵌段聚合物）为基本原料，通过大分子化学反应，制备得到了羟基化SBS.以羟基化SBS为模板，N〖CDF*3〗二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，硝酸银为原料，在一定反应条件下制备得到了银纳米粒子.采用紫外〖CDF*3〗可见吸收光谱及透射电子显微镜对银纳米粒子的尺寸和形貌进行了表征.研究结果表明：所合成的银纳米粒子可以产生纳米银所具有的表面等离子态的特征吸收峰，羟基化SBS可以为银纳米粒子的成核及晶体长大起到较好的模板作用，实验过程中所得到的银纳米粒子具有球状形貌特征，且具有较窄的尺寸分布.

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材料科学与工程

LaPO₄Eu ³⁺纳米晶的合成及其在指印显现中的应用

代雪晶;汤澄清;邵义

2009, 31(6): 649-653.

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为了研究新型高效的、对人体无毒、对环境无污染的显现指印的无机纳米荧光材料，采用草酸盐共沉淀法制备纳米发光材料LaPO₄Eu ³⁺，并利用PAMAM树形分子配置LaPO₄Eu ³⁺/PAMAM G5.0水体系纳米复合材料来显现潜在指印.同时，探讨了烧结温度和发光中心浓度对纳米发光材料LaPO₄Eu ³⁺的荧光强度的影响，并对合成的纳米荧光材料进行了XRD、SEM、荧光光谱分析表征.结果表明：LaPO₄Eu ³⁺的粒径大小约为70nm；纳米荧光材料的最佳激发光波长和发射光谱分别为230nm和580nm.LaPO₄Eu ³⁺/PAMAM G5.0的水体系纳米复合材料在紫外线的照射下对光滑客体上的指印具有理想、稳定的显现效果.

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材料科学与工程

焊接接头微区力学性能压痕测试系统

陈怀宁;胡楷雄;陈静;李东旭

2009, 31(6): 654-659.

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焊接接头是一个组织与性能的不均匀体，为了对接头力学性能作出有效评价，采用示值球形压痕技术（IBIT），以步进电动机为动力，用载荷传感器、位移传感器连续获取载荷、位移数据；以触摸屏为操作界面，用PLC进行运动控制和数据处理，研制出压痕性能测试系统，获得被测接头的压痕硬度、弹性模量、屈服强度、抗拉强度、应变硬化指数及表面残余应力.与其他焊接接头力学性能测试方法相比，该系统具有便捷、非破坏、多功能、实时在线检测的特点，尤其适用于工程现场焊接接头微区力学性能的测试.

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材料科学与工程

冷模压铸Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金的组织及性能

王峰;刘正;王志;王越

2009, 31(6): 660-665.

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为了开发高强度耐热压铸镁合金，采用冷模压铸工艺制备了Mg-8Gd-3Y-0.5Zr（GW83K）合金.通过光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射及力学性能测试等手段，分析了压铸态和短时低温固溶处理状态下合金的显微组织及力学性能.结果表明：GW83K合金冷模压铸组织比较均匀，晶粒细小（平均晶粒尺寸为40~50μm），具有优良的高温瞬时力学性能.压铸GW83K合金经低温短时固溶处理（400℃×2h）后，晶粒度变化不大，组织均匀状态未发生变化，只是片层状的共晶体消失，第二相以不连续的棒状或粒状分布于晶界处，室温拉伸力学性能可达到σ_b=261 .7MPa，σ_s=240.8MPa，δ₅=6%，比压铸态合金分别提高21%，28.4%和30.4%，且高温瞬时性能也得到进一步提高.

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材料科学与工程

外加磁场对不锈钢焊接接头组织和性能的影响

刘政军;苏明;苏允海

2009, 31(6): 666-670.

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为了优化不锈钢焊接工艺，提高焊接质量，减少不锈钢焊接缺陷，在对奥氏体不锈钢进行钨极氩弧焊时外加纵向磁场，焊后对焊接试样进行弯曲和拉伸试验，并采用电子显微镜对焊接接头进行显微组织分析.研究了外加磁场的磁场参数（磁场电流和磁场频率）对不锈钢焊接接头力学性能的影响规律和磁场频率的作用规律.试验结果表明，外加纵向磁场通过电磁搅拌作用改变了晶粒的结晶方向，使晶粒细化；焊接接头的力学性能随磁场的频率变化而变化，在磁场电流为1A、磁场频率为20Hz时，电磁搅拌达到最佳效果，提高了焊接接头的综合力学性能.

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信息科学与工程

泄流状态下输气管道内检测器流场计算

杨理践;杨诺;高松巍

2009, 31(6): 671-675.

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针对输气管道内检测器运行速度控制问题，研究了在泄流状态下输气管道内检测器的流场计算方法.基于输气管道内检测器的运行原理，利用标准孔板流量计构造内检测器泄流孔模型.以计算流体动力学理论为基础，应用计算流体动力学软件ICEM CFD和ANSYS CFX11.0生成流场模型并进行了数值模拟，用流体流经标准孔板时的流场模拟泄流状态下输气管道内检测器的流场，实现了对气体流经标准孔板前后压力场、速度场的数值分析.利用计算所得结果对流体流经内检测器模型的一些特点进行了分析，并对泄流孔的不同孔径进行了模拟.研究结果表明：利用标准孔板流量计作为在泄流状态下的输气管道内检测器模型具有一定的尝试性，对进一步研究输气管道内检测器速度控制问题具有一定的辅助作用.

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信息科学与工程

基于模糊神经网络的定尺剪切线控制系统

崔宝侠;李月明;段勇

2009, 31(6): 676-680.

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为了提高卷钢自动定尺剪切的精度，提出一种模糊神经网络控制系统对卷钢剪的切线位置进行控制.控制系统采用模糊神经网络控制器和神经网络辨识控制器相结合的方式对神经网络的学习算法进行改进，通过对模糊神经网络进行训练学习，优化了网络的连接权值，从而能够很好地控制板材送料位置，使得板材在减速期以理想的减速曲线运行，实现准确停车进行剪切.仿真结果表明：该系统具有响应快、鲁棒性强、控制精度高、控制特性好等优点，能够满足剪切生产的要求.

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信息科学与工程

基于改进的锁相细分方法的磨床测控系统

郭雨梅;崔晋玲;陈曦;周晓章

2009, 31(6): 681-685.

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为改善光栅传感器输出原始信号的质量，增强其实用性，提出将乘法倍频与锁相细分技术相结合的方法.通过理论分析与实验仿真，证明了该方法对光栅传感器输出信号幅值不等、正交性不好等问题的改善.将该方法应用到磨床测控系统中，并利用可编程逻辑器件对系统进行集成化设计，通过软硬件的有机结合，达到了磨削精度高、集成度高、系统可靠性好的效果，实现了磨床测控系统的数字化控制，具有一定的实际应用价值.

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信息科学与工程

基于Bresenham算法的反走样直线整数生成算法

牛连强;邵中

2009, 31(6): 686-690.

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为了实现简单、快速的光滑直线绘制，利用修改的Bresenham直线生成算法，提出了一个完全利用整数运算实现的两点宽像素级反走样直线逐点绘制算法.该算法根据距离差控制参数产生候选点与理想直线间的精确距离，进而控制两个同时被点亮的像素点的亮度.利用区间近似消除了算法中的整数乘除法运算，并利用周期性和对称性提高了算法的效率.分析表明，新算法仅比Bresenham直线生成算法多用几次整数比较运算和簿记工作，具有较高的光滑直线生成速度，且易于硬件和算法语言的实现.

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信息科学与工程

输气管道泄漏点的定位算法

高松巍;丛迪娜;杨理践

2009, 31(6): 691-694.

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针对管道泄漏点的定位问题，利用相关原理对管道泄漏检测进行阐述，给出漏点定位算法，并编写相关程序.采用离散快速傅里叶变换算法求解声波信号的互相关函数，确定信号相位差，通过对互相关算法中关键参数的计算方法及提高测量精度方法的研究，对泄漏点进行了大量定位检测试验.试验结果表明：将互相关算法应用于气体管道泄漏检测中，可以提高泄漏点定位精度和抗干扰能力，验证了该算法的有效性和实用性，实现了对管道漏损位置的定位.

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信息科学与工程

基于深度剥离的屏幕空间环境遮挡算法

朴兴哲;朴海音;王溪波;陈思

2009, 31(6): 695-700.

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针对原有屏幕空间环境遮挡算法存在的自遮挡距离误差问题，提出了一种基于深度剥离的屏幕空间环境遮挡算法（DepthPeeling based Ambient Occlusion，DPAO）.该算法通过深度剥离过程萃取了多深度层次的ZBuffer，为遮挡计算提供了更精确的遮挡采样片段，同时利用深度剥离技术进行了修正，从而得到了更具有物理真实性地渲染结果.整个流程充分利用了现有GPU的SIMD特性并行实现.实验结果表明，该算法能够在高帧速率情况下为具有丰富高频细节的几何场景产生真实感强的柔和阴影，适用于视频游戏、科学仿真等对实时性要求较高的应用领域.

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建筑工程

Q460等边单角钢压杆的局部屈曲

李正良;史世伦;张东英

2009, 31(6): 701-707.

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为准确确定Q460等边单角钢压杆的极限承载力，需正确分析板件宽厚比超限引起的局部屈曲的影响.通过与美国相关规范的对比分析及试验研究，发现我国《钢结构设计规范》关于宽厚比限值的规定合理，但未给出超出限值后的折减公式；《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》对热轧角钢宽厚比限值和压杆稳定强度折减系数的规定不合理，未考虑长细比的影响，使结果过于保守，且对不同长细比构件安全裕度不均衡.在相关规范和试验统计结果的基础上，总结出了适合于计算考虑局部屈曲的等边角钢压杆承载力方法，该方法公式简单、概念清楚、结果合理，适合设计使用.

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建筑工程

广义双τ²强度理论在土压力计算中的应用

宁宝宽;黄杰;陈四利;龚雷

2009, 31(6): 708-711.

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为了验证土压力计算公式的可行性，基于广义双τ²强度理论，推导了粘性土的主动土压力与被动土压力计算公式，运用三向应力计算公式克服了MohrCoulomb屈服准则的不足，使土压力计算更符合实际.以一工程实例进行计算，并与朗肯土压力理论、双剪强度理论结果进行对比，结果显示，基于广义双τ²强度理论计算的主动土压力能充分考虑土体的粘性，克服了朗肯主动土压力值偏大的缺点；被动土压力计算中考虑了土体的屈服变形，所得结果比其他方法的计算结果小，但可直接应用于工程不需考虑变形较大时的被动土压力折减.此外，探讨了中间主应力系数对土压力的影响.研究结果对复杂应力状态下土压力的计算和挡土墙的设计具有参考价值.

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建筑工程

海洋立管的局部冲刷实验

陈兵;邵学;韩丽华;姜萌

2009, 31(6): 712-720.

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海洋平台立管底部的局部冲刷容易造成海底管道的暴露悬空，在波浪和水流作用下产生疲劳破坏，以往的研究多偏重于海底管道水平段局部冲刷，而对立管底部开始的局部冲刷研究较少.针对这些问题，通过实验室物理模型实验，利用波流水槽对波流共存以及纯波浪条件下海洋平台立管桩系统基础周围的局部冲刷进行了研究.通过实验观测立管系统周围海底地形的冲淤变化过程，得到冲刷稳定后的地形形态、各冲深监测点的冲深历时曲线及最大冲刷深度.通过对实测数据的分析，探讨了水深、波高、恒定来流流速、立管桩系统倾斜角度以及床面泥沙粒径等参数对冲刷形态和最大冲刷深度的影响.

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