沈阳工业大学学报

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电气工程

稀土永磁电机正进入大发展的新时期

唐任远;赵清;周挺 

2011, 33(1): 1-8.

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稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析，列出各自的特点及适用场合，给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高，电机结构日益新颖多样，因此，增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合，永磁电机的性能得到了进一步的优化，并且将会得到更大的发展.

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电气工程

基于实时位置补偿直接驱动XY平台轮廓控制

王丽梅;李兵

2011, 33(1): 9-13.

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永磁直线同步电机驱动XY平台系统在跟踪自由曲线时轮廓精度会受轨迹时变性的影响，系统中存在的周期性扰动也会降低轮廓加工精度.针对上述问题，采用适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差计算算法，建立可用于自由曲线跟踪的XY平台的实时轮廓误差模型.利用实时位置补偿与交叉耦合控制相结合的控制方法减小轮廓误差.单轴系统采用IP积分-比例控制与速度前馈控制相结合的复合控制器.理论推导与仿真结果表明，该方案能够有效地提高系统的轮廓精度，同时能较好地抑制系统周期性扰动的影响.

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电气工程

磁体阵列式永磁同步电动机磁场与起动性能

安跃军;温宏亮;刘国明;薛丽萍

2011, 33(1): 14-19.

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为了提高传统表面式永磁同步电动机气隙磁场的正弦程度，降低永磁同步电动机的谐波影响并且使得表面式永磁同步电动机也能具有一定的自起动能力，提出一种分布磁体阵列调制式永磁同步电动机．转子铁芯表面磁极是由若干小磁块阵列构成的，阵列中小磁块的宽度、高度及磁块之间的间隔符合一种调制关系，合理设置转子与磁极的结构和位置，使产生的气隙磁场波形更加接近正弦波.利用调制后磁体阵列间剩余的空间设置起动绕组，产生异步感应电磁转矩，使表面式永磁同步电动机增添自起动功能.ANSOFT仿真分析和样机实验结果具有很好的一致性，说明所提出的改善表面式永磁同步电动机气隙磁场波形正弦化的方法是可行的，证明了自起动新方法和新结构的正确性和有效性.

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电气工程

基于二阶滑模的电动汽车感应电动机速度辨识

丁惜瀛;郭庆鼎;王健

2011, 33(1): 20-24.

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针对电动汽车电动机驱动系统在恶劣的运行环境中对速度精度要求较高的问题，提出了基于二阶滑模观测器的速度辨识方法.观测器以转子磁链和定子电流为状态变量，通过输入等效控制量，使解耦系统最终稳定在设计的两个滑模超平面上，从而实现对转子速度的估计和转子电阻的在线辨识.引入超螺旋算法将传统的开关式滑模控制变为连续控制，大幅度降低了系统抖振，提高了观测精度.仿真结果表明，该观测器在全速范围具有良好的动态性能和较高的观测精度，满足驱动系统要求.

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电气工程

小波变换和改进谐波法的感应电动机转速辨识

沈显庆;王成元

2011, 33(1): 25-30.

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针对感应电动机无速度传感器开环、闭环控制依赖数学模型的问题，建立了由自适应神经网络与小波变换构成的数字低通滤波器，并给出定子磁场定向改进转子槽谐波辨识转速的方法.利用小波变换辨识定子磁链，数字低通滤波器消除谐波信号、白噪声、频率变化等干扰因素的影响，保证准确提取转子槽谐波电压.仿真实验结果表明，该算法具有较强的鲁棒性，可在强噪声下进行信号检测，有效提高转速的辨识精度，使转速可以在很宽的范围内进行调整，并可改善其动态性能和低速性能.

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风力发电技术

超单元法在轮毂有限元分析中的应用

姚兴佳;杨立东;单光坤

2011, 33(1): 31-35.

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随着风电机组的大型化，轮毂的有限元分析模型也随之增大，使得计算机的分析效率降低，甚至无法求解.为缩减模型自由度，提高计算机求解效率和解算能力，采用超单元技术处理轮毂的有限元模型，并以MSC.Patran/Nastran作为分析平台对轮毂进行强度分析.分析结果表明，超单元法与整体分析法相比较，求解的精度误差相对较小，而计算时间仅为原来的2/3，达到了提高分析效率，节省计算时间的目的.超单元法在很大程度上缩减了模型的自由度，减少了CPU每次运行的时间，提高了计算机解算的能力，并获得了对大型问题的解决能力.

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风力发电技术

水平轴风力机叶片非定常气动特性分析

李德源;方军;吕文阁;骆少明

2011, 33(1): 36-40.

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针对水平轴风力机叶片的非定常气动特性，采用状态空间描述的、改进的BL动态失速模型进行风力机翼型非定常气动力分析.模型采用不可压缩假设并忽略了前缘流动分离所产生的非定常效应，考虑气流的近尾流效应和在失速区域的后缘分离效应以揭示翼型在任意运动中的非定常气动力.模型用4个气动状态来描述非定常气动力系数动力学，其中2个用于描述近尾流效应中的时间迟滞，另2个用于描述后缘分离效应，得到了风力机翼型非定常气动升力、阻力和力矩状态变量表达式及计算流程.通过对NACA0012风力机翼型的非定常气动力分析表明，模型能较好地描述风力机翼型的动态特性.

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材料科学与工程

低膨胀IN909合金650℃的氧化行为

孙雅茹;张爱玲;徐炳辉

2011, 33(1): 41-44.

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IN909低膨胀高温合金具有较低的热膨胀系数和高的综合力学性能，但由于合金不含Cr，其抗氧化性能较差，因此，在高温使用时需采用氧化涂层.为进一步提高合金的抗氧化性能，采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）方法，研究了低膨胀IN909合金在650℃的氧化行为，结果显示IN909合金的氧化质量增加分段遵循抛物线规律，氧化由晶界开始，形成Nb、Ti、Si等元素的晶界氧化物；Fe置换氧化物中的Nb、Ti、Si，形成外层Fe的氧化物.氧化过程中，Fe由基体向合金表面扩散，Nb和Ti由氧化过渡层向基体扩散.Nb和Ti在基体前沿的富集形成ε相大量析出的薄层，可有效地阻碍Fe元素的进一步扩散，降低氧化速率.

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材料科学与工程

单体结构对聚合物分散液晶膜电光性能的影响

曹晖;张卫东;李克轩;杨槐

2011, 33(1): 45-49.

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为了研究单体结构对聚合物分散液晶（PDLC）膜电光性能的影响，选用甲基丙烯酸β羟乙酯（HEMA）/甲基丙烯酸丁酯（BMA）/1，4丁二醇二丙烯酸酯（BDDA）/丙烯酸β羟丙酯（HPA）/液晶（LC）复合体系，在紫外光照射下制备了PDLC膜.研究了BDDA和HPA对PDLC膜中聚合物网络的微观形貌及PDLC膜的电光性能的影响.结果表明：BDDA和HPA的加入明显提高了PDLC膜的对比度，相应的响应特征有所提高，而阈值电压和饱和电压也有所提高.

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材料科学与工程

ZnS和MgS的高压相变和弹性性质

张旭东;史海峰;权善玉

2011, 33(1): 50-54.

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为了进一步研究ZnS和MgS晶体在高压下的B1和B3结构的晶体结构和弹性性质，利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论并通过GGA近似，计算得到了高压下ZnS和MgS晶体B3到B1结构相变的相变压强和高压下的弹性系数（C11，C12，C44，B），结果发现两者相变压强是11.87和0.78GPa，两者在不同结构的弹性系数（C11，C12，C44）与压强变化具有相同的趋势：C11>C12>C44；同时计算得到了两种物质在基态的结构常数，并将其与其他实验和理论计算的结果对比，发现符合得甚好.

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材料科学与工程

聚乙烯醇对制备A95多晶氧化铝纤维的影响

张永治;李红霞;孙加林;王金相

2011, 33(1): 55-61.

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为了提高A95铝硅溶胶的成纤性，研究了不同质量分数和不同聚合度的聚乙烯醇（PVA）对铝硅溶胶成纤性的影响，测试了溶胶的黏度、流变性、微观组织结构、红外光谱、凝胶纤维的直径及分布范围和纤维体的BET比表面积及其孔径分布.结果表明，在没有任何成纤助剂的情况下，溶胶不具有成纤性；当w（PVA2099）在1.0%~2.0%时，凝胶纤维细而均匀，渣球较少；当w（PVA2099）为2.0%时，纤维的BET比表面积和吸附气体量达到最大；当w（PVA2099）达到4.0%时，凝胶纤维较粗且不均匀，渣球较多.凝胶纤维的直径及其分布范围随着PVA聚合度的增大而增大，且当PVA的聚合度为1799和1899时，制得的凝胶纤维细而均匀.

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材料科学与工程

冷轧TRIP钢两相区奥氏体化中合金元素的扩散

张宇光;赵爱民;赵征志;张明明;唐荻;李本海

2011, 33(1): 62-67.

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为了研究TRIP钢两相区奥氏体化过程中合金元素在奥氏体和铁素体中的分布，利用热膨胀仪、金相显微镜和电子探针等仪器，在对TRIP钢两相区奥氏体化过程进行热力学与动力学分析的基础上，建立了两相区奥氏体化过程的扩散模型，采用显式有限体积法对770℃和800℃的奥氏体化过程进行了数值求解.模拟结果表明：奥氏体生长初期受C元素在奥氏体中的扩散控制达到亚平衡，此时Mn元素在奥氏体与铁素体界面处的质量浓度差不显著；而奥氏体生长后期受Mn元素在铁素体中的扩散控制而达到最终平衡，此时Mn元素在奥氏体与铁素体界面处有较显著的浓度梯度.

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机械工程

基于非线性混合模型的冷却塔声学诊断

周勃;费朝阳

2011, 33(1): 68-73.

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针对具有强烈动态特点的非线性系统，提出一种基于后向传播学习规则的盲源分离算法.以输出信号的非高斯性作为信号之间的独立性量度，在混合路径和原始信号都未知的情况下最大化输出熵训练网络，保证任意输出信号相互独立并近似于期望的累积概率函数.在实验台上分析了不同转速对信号分离的影响，结果表明，空气动力性噪声是同一时刻所有点辐射在空间叠加的总和，风机辐射噪声不适合卷积混合模型，而且高速旋转设备在低频区域提取故障信号特征相对可靠.

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机械工程

三坐标测量机气浮导轨引起的动态误差

杨洪涛;刘勇;费业泰;陈晓怀

2011, 33(1): 74-78.

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为了分析弱刚度气浮导轨对测量机动态测量误差的影响，根据三坐标测量机气浮导轨分布情况和摩擦力特点，应用动力学知识对气浮导轨弱刚度和单边驱动引起的动态测量误差的传递路径、影响因素、表现形式进行系统的研究，推导了单边驱动引起的气浮导轨振动变形振幅的理论计算公式.分析结果表明，振动的主要激励是驱动力与惯性力形成的力偶，振幅大小与驱动加速度波动相关.应用谱分析方法对数据进行处理，验证了理论分析结果，气浮导轨振动引起的动态测量误差是测量机误差的主要成分之一，各误差分量相关性较强，测量机存在最佳测量速度.

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机械工程

注射机模具加热系统的温度场快速优化

李金国;花丹红;蒋宁;高增梁;王赓劼

2011, 33(1): 79-85.

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针对注射机模具加热系统中电热板表面温度场不均匀问题，结合线性热传导叠加原理，提出一种快速温度场优化方法来优化电热板中热管的功率分布.根据线性热传导问题的数学定义，结合线性系统的基本性质得出了线性热传导叠加原理，并且给出了线性热传导温度场的快速优化算法.通过分析单根电热管对电热板温度场的敏度响应获取热管的温度误差，在此基础上结合线性热传导温度场优化算法，利用Matlab软件计算出电热板中热管的功率分布，有限元模拟优化后的电热板温度场符合行业标准.通过实验测量优化后电热板的温度场，实测结果与数值模拟结果相吻合，验证了该优化方法的可行性.

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机械工程

基于启发搜索策略的飞行仿真系统实时调度算法

郑书朋;郑淑涛;朱思滨;韩俊伟

2011, 33(1): 86-92.

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针对飞行仿真系统中多种类型任务并发执行及任务具有严格定时限制和时序约束的特点，探讨了飞行仿真系统混合任务集的实时调度问题.通过建立混合任务集调度模型，把飞行仿真系统实时调度描述成一种受约束的在状态空间上的路径寻优问题.基于对启发式估价函数的设计，利用启发式搜索策略在所有符合约束的状态节点中搜索使启发式估价函数值最小的节点，经节点扩展得到了使混合任务集延迟时间最小的可行调度.建立飞行仿真系统混合任务集实时调度构架对调度算法进行试验验证，结果表明，该算法有效解决了飞行仿真系统中多种类型任务集成调度问题，并能以较低的时间开销满足飞行仿真系统对响应时间的一致性要求.

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信息科学与工程

基于内听音的天然气管线泄漏监测方法

杨理践;李佳奇;高松巍;张禄

2011, 33(1): 93-96.

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针对天然气管道泄漏声波识别问题，研究了泄漏声波的产生机理.从检测管内泄漏声波的角度搭建平台并进行了相关实验，采用MATLAB对采集的数据进行分析，确定了泄漏声波的衰减特性以及频率特性.实验结果表明，将检测管内低频声波的方法应用于气体管线泄漏检测中，可提高泄漏检测的有效距离，采用软件滤波方法可提高检测信号的信噪比.将声波法应用于天然气管线泄漏检测是一种可行的方案，实验数据为管线检漏现场提供了可靠的监漏依据.

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信息科学与工程

转台角速率的高速摄像测量方法

杨亮;沈湘衡;张宁;赵玉艳

2011, 33(1): 97-101.

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针对精确测量转台角速率在转台性能评价中的重要性问题，提出一种测量转台角速率的高速摄像方法.该方法利用平行光管作为可测目标固定在转台上，目标的空间位置与转台转动的角位置相对应，在转台转动过程中，通过高速相机记录目标空间位置实现测量，并采用像元细分技术定位的方法来提高测量精度，细分精度达到0.03个像元.利用该方法对某型号的低速转台进行了试验数据采集及分析，验证了该方法的可行性.误差分析结果表明，在转台角速率为02°/s时，该方法的测速精度可达到3.405×10^-4，完全可以用于高精度转台的角速率测量.由于高速相机的采样频率较高，因此，实现了转台瞬时角速率的测量.该方法的非接触测量方式实现了对转台角速率的客观评价.

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信息科学与工程

一种基于奇异值分解的奇异性检测新方法

曾作钦;赵学智

2011, 33(1): 102-107.

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针对信号中的奇异点检测问题，提出了一种利用一维信号序列以连续截断信号方式构造出较小列数和较大行数矩阵的方法，并通过奇异值分解来实现这种检测.分析了该矩阵方式下奇异值分解的信号分解原理，研究了该方法的奇异性检测效果，并与Hankel矩阵方式以及小波检测效果作了比较，将其应用于铣削力信号的奇异性检测.实验结果表明，该方法能有效揭示铣削过程中可能由铣刀或工件问题引起的微小冲击现象，且其各分量指示奇异点位置的脉冲幅值大、宽度小，能与周围高频噪声形成鲜明对比，有利于更准确地判断奇异点的位置.

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信息科学与工程

基于分段线性混沌映射的Turbo喷泉实现

邓在辉;易本顺;肖进胜

2011, 33(1): 108-112.

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为了提高Turbo喷泉码在噪声信道上的性能，提出了一种基于分段线性混沌映射（PLCM）的Turbo喷泉实现方法.在Turbo喷泉预编码单元中采用PLCM方法实现混沌交织器的设计，同时使用相同的初始值、相同结构的PLCM来设计生成无限长序列的分支序列生成器，最大程度置乱信息序列.在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下，采用提出的方法与随机交织方法进行了仿真.实验结果表明，该方法与使用随机交织方法相比，能够有效提高Turbo喷泉码的性能，使其更接近Shannon限，且具有灵活易控的特点.

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信息科学与工程

基于扩展Petri网的安全关键软件需求模型检验

李震;刘斌;殷永峰;李晓勋

2011, 33(1): 113-120.

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Petri网是系统建模的形式化方法，为了解决其在软件需求建模和建立程序语义映射方面存在的不足，提出了一种扩展Petri网的方法来支持软件需求建模，区分了状态型和数值型库所，根据软件特点有针对性地扩展了变迁的可触发条件和迁移运算，同时建立了和模型检验程序语言的映射，将扩展Petri网作为检验的模型输入，利用时态逻辑描述运行性质，进行需求模型检验.定时器和航空发动机的防喘功能验证实例结果表明，扩展Petri网可以较好地支持软件系统需求建模和软件程序语义映射，通过模型检验和反例路径分析，可以达到修改和完善需求模型的目的，从而提高软件的质量和安全性.

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