沈阳工业大学学报

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电气工程

直接驱动XY平台全局快速Terminal滑模控制

王丽梅;陈吉超;郑浩

2012, 34(1): 1-5.

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针对永磁直线同步电机驱动XY平台系统的非线性、不确定性及轮廓误差模型复杂等问题，设计了基于等效误差法的全局快速Terminal滑模轮廓控制器.运用等效误差法建立容易计算的直接驱动XY平台非线性等效误差模型；采用全局快速Terminal滑模控制方法设计直接驱动XY平台轮廓控制器.该控制方法可以促使系统在有限时间内迅速收敛到平衡状态，同时能抑制负载扰动和参数不确定性对系统性能的影响.仿真结果表明，所设计的轮廓控制器使直接驱动XY平台具有了较高的轮廓加工精度和较强的鲁棒性.

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电气工程

550kV电容式电压互感器的均压设计

刘晓明;龚立群;贾茹

2012, 34(1): 6-10.

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为改善550kV电容式电压互感器（CVT）电场均匀度，采用有限元分析方法（FEM）对含多重介质的轴对称无界场域电场进行数值模拟.建立了不同绝缘结构的电场计算模型，通过数值仿真计算得出电场分布，得到全场域绝缘性能的影响因素.通过对不同伞群结构以及有无均压环时全场域的电场对比分析，认为产品设计中设置合理的均压环是改善场均匀度的有效方法，并提供了均压环最佳位置及结构的参考尺寸，为550kV电容式电压互感器绝缘结构设计提供了数值基础.

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电气工程

电力变压器主绝缘结构对电场分布的影响

高有华;王少勃;高丹

2012, 34(1): 11-14.

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为了分析电力变压器最大场强值与不同影响因素之间的变化规律，降低电力变压器的最大场强值和制造成本，增加变压器的运行可靠性，采用有限元分析软件对110kV级电力变压器的电场分布进行计算.分析了影响电力变压器最大场强值的主要因素，得出了不同因素变化时最大场强值变化量的曲线图，并对结果进行了讨论分析.提出了降低最大电场强度和生产成本的方法，为降低电力变压器最大场强值以及降低制造成本提供了依据.

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风力发电技术

风电机组变桨距系统半实物仿真试验平台

井艳军;陈雷;姚兴佳;王哲;孙宏利

2012, 34(1): 15-21.

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为了解决大型风力发电机组出厂前设计整机控制系统试验投入较大问题，针对大型风电机组的变桨距系统半实物仿真平台进行试验研究，并给出了在工厂内进行变桨距控制系统性能测试的解决方案.整个半实物仿真平台采用软件模拟各种工况和载荷情况，以运行控制系统（包含变桨距控制策略）和电动变桨距执行机构为实物形式，通过信息的实时交互完成了控制性能与执行机构的测试及载荷等模拟.仿真结果表明，案例研究有效验证了半实物仿真试验平台的合理性，此方法可以为机组设计和后续生产调试提供可靠的参考依据和验证手段.

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风力发电技术

风力机叶片裂纹特征的小波尺度谱识别

曲弋;陈长征;赵新光;周勃

2012, 34(1): 22-25.

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为了在强大噪声干扰下提取风力机叶片的早期裂纹特征，识别不同种类的裂纹，通过搭建声发射设备检测风力机叶片复合材料块实验平台，采集扩展裂纹与萌生裂纹的声发射信号，并借助小波尺度谱优越的时频分析性能来有效提取裂纹信号的特征，以区别扩展裂纹和萌生裂纹.实验结果表明，小波尺度谱能有效提取非线性、非平稳信号中的故障特征，优于小波分析方法.通过实验研究，得到了识别扩展裂纹和萌生裂纹的判据，建立了基于声发射和小波尺度谱的风力机叶片裂纹识别新方法.

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材料科学与工程

激光堆焊Co基合金与VC混合粉末组织和性能

徐国建;殷德洋;杭争翔;张伟

2012, 34(1): 26-30.

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为了降低激光堆焊层的裂纹敏感性，提高其耐磨性，堆焊过程采用CO₂激光器，将Co基合金与VC的混合粉末堆焊到SM400B低碳钢和SUS304不锈钢母材上，使用OM、XRD、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.结果表明，Co基合金与VC混合粉末堆焊层的显微组织可分为2种类型：亚共晶组织和过共晶组织；堆焊层的耐磨性能和维氏硬度随着VC质量分数的增加而增加；相同堆焊条件下，SUS304母材的裂纹敏感性比SM400B母材的裂纹敏感性低.

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材料科学与工程

棉籽蛋白/聚氨酯复合材料的制备与性能

王长松;陈磊

2012, 34(1): 31-34.

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为了开发棉籽蛋白在材料领域的应用，利用含肽键的棉籽蛋白与含酰胺基的聚氨酯预聚物共混改性反应制备复合材料，来改善棉籽蛋白的力学性能和耐水性，以保持其生物降解性.利用反应挤出技术，将棉籽分离蛋白与聚氨酯预聚物共混挤出，采用热压工艺，制备了聚氨酯预聚物交联的可降解棉籽蛋白复合材料.结果表明，该材料的加工性、力学性能和耐水性优良.随着聚氨酯组分的增加，材料的断裂伸长率增加，耐水性提高，其中，聚氨酯预聚物质量分数为50%的复合材料，其拉伸强度、断裂伸长率和耐水性分别达到7MPa、150%和20%，是优良的可降解韧性复合材料.

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材料科学与工程

双水相聚合法制备PAM/MMT纳米复合材料

吴全才;姜涛;焦欣;刘春彦

2012, 34(1): 35-40.

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为了提高聚丙烯酰胺水溶液的黏度及耐盐性能，将有机蒙脱土加入到聚合体系中，通过双水相聚合的方法制备出聚丙烯酰胺/有机蒙脱土（PAM/MMT）纳米复合材料.采用正交实验方法分析讨论了不同的有机蒙脱土（MMT）加入量、引发剂加入量、分散剂聚乙二醇（PEG）浓度、单体浓度等因素对PAM/MMT纳米复合材料特性粘数的影响，从中优化出最佳反应条件.采用红外色谱（FTIR）及x射线衍射仪（XRD）对PAM/MMT纳米复合材料的化学组成及有机蒙脱土形态进行了分析，结果表明，双水相聚合方法可以制备出预期的PAM/MMT纳米复合材料，所得产品水溶液黏度高、耐盐性能好，产品作为驱油剂可以产生良好的效果.

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材料科学与工程

渗铬P110钢在CO₂饱和模拟油田采出液中的耐蚀性

林乃明;谢发勤;吴向清;田伟

2012, 34(1): 41-47.

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为了提高P110油套管钢的表面性能，以满足其在油田环境下服役的要求，采用包埋法对P110钢进行渗铬处理.借助扫描电镜、能谱仪和x射线衍射仪，对渗铬层的表面形貌、显微组织、成分分布和相结构进行了分析和表征，利用电化学测试技术测定P110钢及其渗铬层在CO₂饱和模拟油田采出液中的开路电位、极化曲线和交流阻抗谱.结果表明：渗铬层由Cr₂₃C₆、Cr₇C₃和（Cr，Fe）₇ C₃等相构成，且均匀、连续，与P110钢相比，具有更高的开路电位和电荷转移电阻及更低的电流密度和腐蚀速率.渗铬处理显著提高了P110钢的耐蚀性.

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机械工程

飞行模拟器三维声音仿真及实现

盛晓伟;郑淑涛;韩俊伟;郝明晖

2012, 34(1): 48-55.

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为了使飞行仿真具有真实感和沉浸感，重现飞机座舱的三维声场环境是非常必要的.在确立飞行模拟器所要模拟的声音事件基础上，使用频谱分析和时频分析方法分析实际现场采集的声音数据，找出飞机各个部件声音的基本特征，再使用LMS自适应滤波及其他各种信号处理方法从原始录音中提取出用于仿真的声源.基于系统集成和性能的考虑，提出一种新的声音仿真系统组成方案，并在软件实现上使用面向对象的程序开发方法.详细讨论了研究开发三维声音仿真系统的关键技术，即声音实时合成技术和空间化技术.将开发出的三维声音仿真系统集成在实验室的波音737-800飞行模拟器中，经过大量试飞证明了该开发方法的可行性和有效性.

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机械工程

反推力装置叶栅布置的气动/结构耦合设计

张云浩;额日其太

2012, 34(1): 56-62.

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为了对叶片布置方案进行改进，采用耦合设计方法对反推力装置的气动性能和结构性能进行预测.利用计算流体力学（CFD）方法模拟装置流场，完成叶片布置方案的气动性能评估；利用有限元分析（FEA）方法分析叶栅叶片的受力情况，完成叶片布置方案结构性能的数值模拟.研究了叶栅进气角和出气角对反推效率的影响以及不同叶栅通道数目和叶片加强梁数目对反推装置气动性能和结构性能的影响.研究结果表明，叶栅进气角对反推效率影响不大，减小叶栅出气角可以增大反推效率；减少叶栅通道的数目会造成反推效率的下降，但可以减少叶片数目；减少加强梁的数目会使反推效率提高，降低装置的重量，但会增加叶片的最大应力和最大变形值.

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机械工程

基于EMG的假手实时力跟踪控制

王新庆;刘伊威;杨大鹏;樊绍巍;刘宏

2012, 34(1): 63-67.

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针对商业假手灵活性及智能化水平较低的问题，进行了具有力矩/位置感知的五指假手及其控制方法的研究.以人体前臂肌电信号（EMG）为控制源，以力传感器检测指尖法向力，通过SVR支持向量机（Support Vector Regression，SVR）构建了指尖力的预测模型；采用网格搜索法确定模型的参数，缩短了训练时间，提高了模型的泛化能力.通过在线预测，结合带有二阶微分跟踪器的模糊PID控制方法实现了指尖施力实时跟踪；速度快，超调小，鲁棒性强，提高了假手的控制水平.

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机械工程

基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型

高健;郑淑涛;李洪人

2012, 34(1): 68-72.

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针对飞行员对外部信息的多通道感知特点，建立了基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型，模型具有视景和前庭系统反馈.通过对飞行员感知特性的深入分析，利用视景系统的外部特征和前庭器官的生理结构建模，结合俯仰跟踪任务，利用最小二乘法对模型进行参数辨识，并在降落和起飞两个飞行工况中对模型进行了验证.试验表明，在跟踪补偿飞行任务中，飞行员控制行为模型的仿真输出曲线与飞行测试数据之间的高度误差小于35m，俯仰角误差小于15°，说明建立的飞行员感知模型能够较好地反应飞行员的感知特性.

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信息科学与工程

直线的光栅转换算法与快速反走样绘制技术

牛连强;张丹;陶峰

2012, 34(1): 73-78.

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为了实现快速的整数反走样直线绘制，提出了一种基于双残差控制的直线生成方法和一种快速灰度计算技术.新的直线生成算法直接利用残差进行迭代，使每次步进过程能够反映直线绘制的本质特征和更多的信息，以便直接用于反走样绘制的灰度转换.新的灰度计算方法依据直线斜率对灰度变化量进行预估，并在每次迭代中进行校正，完全消除了由距离到灰度的转换.利用快速灰度计算方法仅用3~6次基本运算便可得到像素的精确灰度，从而实现了高效的整数型反走样直线绘制.分析和试验表明，该算法具有良好的反走样直线绘制性能，其效率明显高于现有的同类算法.

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信息科学与工程

基于Kleinberg模型的P2P网络搜索协议

史庆伟;乔晓东;农国武

2012, 34(1): 79-82.

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针对基于DHT技术的结构化P2P网络存在路由效率低和负载不均衡问题，依据Kleinberg小世界模型设计了一个结构化P2P网络协议.P2P网络由一些相互连接结点类构成，结点类之间存在长程连接和短程连接，具有一定的小世界特征，减少了查询路由步数；通过设置结点类内部结点数量的最大值，可以平衡P2P网络负载；分析了P2P网络搜索开销，基于Kleinberg小世界模型的P2P网络搜索平均传递步数存在一个上界.实验结果表明，随着网络规模的扩大，平均搜索步数呈对数函数增长；长程连接数量增多可以减少平均搜索步数，减少的趋势呈反比函数.

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信息科学与工程

有限字符集信号传输的互信息计算

田野;相金明;张金宝;那鑫

2012, 34(1): 83-88.

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针对目前有限字符集上衰落信道下的数字通信传输方法无法既简洁又准确地计算互信息值问题，提出了一种新的互信息值计算方法.通过分析对数似然比与互信息之间的关系，对高信噪比和低信噪比两种情况下的简化计算进行加权组合，实现了宽信噪比区间内的低复杂度和准确的互信息值计算.实验结果表明，该算法不仅能够准确地计算互信息值，而且能够简洁、准确地评估无线传输的差错概率.与目前常用算法相比，本文算法具有准确、简便和直观的优势，对数字通信系统性能的理论分析具有较好的指导意义.

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信息科学与工程

基于OCVR混频器的中频数字接收机设计

李世鹏;赵正予;李宁;何作为;陈罡

2012, 34(1): 89-93.

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为了解决高速数字接收机中混频数据处理能力有限的问题，设计了基于八分圆周矢量旋转（OCVR）的高速数字正交混频器.该混频器仅通过简单二进制补码运算器和移位加法器即可实现，且不需要进行迭代运算.分析比较了常规的基于ROM架构、基于直接坐标旋转数字计算机（CORDIC）架构以及基于OCVR架构的混频器，结果显示基于OCVR的混频器拥有更高的数据吞吐量、更低的硬件资源消耗以及混频噪声小等特点.根据OCVR特性设计了武汉电离层斜向返回探测系统（WIOBSS）的中频（IF）数字接收机，该系统可以获取实时的宽带扫频后向散射电离图.实验证明该系统的探测覆盖范围已经延伸至3000km

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建筑工程

基于改进纤维模型的RC剪力墙静力弹塑性分析

朱立猛;周德源;张强

2012, 34(1): 94-98.

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为了使纤维模型能够有效模拟剪切效应，提出了一种基于塑性理论和虚拟单元法的改进纤维模型RC剪力墙全过程静力弹塑性分析方法.推导出等效单轴应力和等效单轴应变的计算公式，在纤维层面建立考虑剪切效应的应力和应变关系，将纤维由多轴受力状态等效为单轴受力状态，引入虚拟单元法来解决有限元数值计算过程中遇到的负刚度问题.利用自编程序及ABAQUS软件对一片钢筋混凝土剪力墙进行静力弹塑性分析，结果表明，自编程序计算曲线与试验曲线及ABAQUS软件计算曲线吻合较好，能够反映出剪切效应的影响.改进的分析方法简便有效，便于编程，可用于分析剪切效应明显的钢筋混凝土剪力墙构件.

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建筑工程

特殊条件下考虑起始比降的一维固结解析解

王坤;谢康和;李传勋;童磊

2012, 34(1): 99-103.

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针对考虑起始比降的一维固结问题，假定初始孔压降不小于起始比降，分析了考虑起始比降后土体的一维固结特性.采用分离变量法，获得了该条件下考虑起始比降的一维固结精确解并对其进行分析.结果表明：由于起始比降的存在，固结结束时，土中的孔隙水压力不会完全消散，考虑起始比降后，均质地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是不同的.起始比降越大，按孔压定义的地基平均固结度越小，当初始孔压呈梯形分布时，按沉降定义的地基平均固结度越大；当初始孔压呈正三角形分布时，按沉降定义的地基平均固结度并不会随着起始比降变化.初始孔压降越小，无论是按沉降定义还是按孔压定义，平均固结度都越大.

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建筑工程

厚板柱钢框架梁柱节点对断裂韧性的要求

王元清;周晖;石永久;陈宏

2012, 34(1): 104-110.

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为了研究厚板柱钢框架梁柱节点对材料断裂韧性的要求，进行了三维弹性和弹塑性断裂力学有限元计算.以裂纹尖端的应力强度因子KI和JI为评价指标，分析了焊接工艺孔形式、梁翼缘削弱或加强和初始裂纹位置等因素对梁柱节点断裂韧性的不同要求.结果表明：美国北岭地震后改进的焊接孔B对断裂韧性的要求最低，而我国《建筑抗震设计规范》规定的焊接孔D对断裂韧性的要求相对较高；与标准型节点相比，梁翼缘削弱或加强型节点能显著降低对断裂韧性的要求；当焊接高匹配时，热影响区裂纹比焊根裂纹更易于扩展，并导致节点的断裂破坏.钢框架梁柱节点断裂评估定量方法为节点防断设计中钢材与焊材的选材、焊接孔与节点形式的选用提供了参考.

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化学工程

液晶改性芳纶增强环氧树脂的相容性与力学性能

张爱玲;刘慧;吕震乾;王松;李三喜

2012, 34(1): 111-115.

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针对环氧树脂复合材料存在的应力开裂以及与基体界面相容性差等问题，采用液晶和离子单体对芳纶纤维进行改性，再与环氧树脂及固化剂按一定比例混合，制得液晶改性芳纶增强环氧树脂复合材料.正交试验结果表明，常温下固化20min，芳纶、环氧树脂与固化剂的质量比为0.07∶35∶11，复合材料的弯曲应力为445.6MPa，应变为0.975%，比水解芳纶增强环氧树脂复合材料、芳纶增强环氧树脂复合材料的弯曲应力分别提高了29%和33%.扫描电镜研究表明，复合材料中分散相在基体中的分散性较好，有良好的界面相容性，断面处的断裂方式由脆性断裂变为韧性断裂.红外光谱研究表明，加入液晶改性芳纶的复合材料出现了磺酸基团和氮氮双键的特征吸收峰.

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化学工程

温差电组件串并联连接的热阻解析模型

周泽广;朱冬生;黄银盛;王婵

2012, 34(1): 116-120.

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为了选择合适的温差电组件和外部换热器，根据非平衡态热力学理论和牛顿冷却定律，对温差电组件采用串并联连接方式的温差发电系统进行了研究，导出了系统输出功率的热阻解析模型，探讨了温差电组件总数量、并联组件数量、热电模块及其热端和冷端的热阻等对系统性能的影响.结果表明，系统电阻与负载电阻、热电模块热阻与其热端和冷端的热阻之间存在匹配关系，能使系统获得最大的输出功率；随着并联组件数量的增加，最大输出功率和回路电流得到了提高，但系统的输出电压却降低了.研究结果为温差发电系统的合理装配及性能优化提供了理论参考.

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