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沈阳工业大学学报
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2012年, 第34卷, 第3期
刊出日期:2012-05-25
电气工程
材料科学与工程
信息科学与工程
建筑工程
控制工程
全选
|
电气工程
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电气工程
H
∞
最优控制的PMLSM伺服系统鲁棒重复控制
孙宜标;王欢;杨俊友
2012, 34(3): 241-246.
摘要
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永磁直线同步电动机(PMLSM)在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于
H
∞
最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ
1
(s),把被控对象中包含的不确定性因素看作另一摄动Δ
2
(s),故可将伺服系统看作是包含2个摄动的不确定系统,进而可以把鲁棒重复控制问题转化成
H
∞
最优控制问题,使用
H
∞
最优理论同时设计了反馈控制器和重复控制器.理论推导与仿真结果表明,该方案有效提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.
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电气工程
电动汽车盘式轮毂永磁电机设计
王晓远;陈静;王平欣
2012, 34(3): 247-252.
摘要
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为了合理地设计盘式轮毂永磁电机,利用盘式永磁电机对电动汽车轮毂进行了研究.在对电动汽车特性要求以及电机结构、材料、特点分析的基础上,选用盘式无铁芯永磁同步电机作为电动汽车轮毂直驱电机.为选择理想的电机参数,通过理论分析的方法对轮毂式电动汽车总体动力性能进行分析计算,讨论了决定轮毂电机选择的电动汽车3项主要性能指标:最高车速、加速时间与最大爬坡度.根据电动汽车的性能要求,最终合理地确定了轮毂电动机的功率、转速与转矩,给定了轮毂电动机的主要参数,为轮毂盘式电机的设计提供了依据.
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电气工程
基于场路耦合的磁悬浮永磁直线电动机控制系统
蓝益鹏;张振兴;杨波;赵辉
2012, 34(3): 253-257.
摘要
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为了解决数控机床进给系统的摩擦问题,采用一种磁悬浮永磁直线电动机来实现无摩擦进给.建立磁悬浮永磁直线电动机的电压、磁链、推力和运动的数学模型及控制系统的场路耦合仿真模型,运用Ansoft软件中的Maxwell和Simplorer对磁悬浮永磁直线电动机控制系统进行场路耦合的联合仿真,并研究磁悬浮永磁直线电动机加速、刹车与反向运行过程.仿真结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机控制系统具有良好的跟踪和抗扰性能,为深入研究整个系统的相互耦合以及搭建实验平台提供了依据.
材料科学与工程
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材料科学与工程
外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响
刘政军;温晓波;苏允海
2012, 34(3): 258-262.
摘要
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在对5mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.
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材料科学与工程
纵向磁场作用下MIG焊电弧数值模拟
朱胜;王启伟;殷凤良;王晓明;梁媛媛
2012, 34(3): 263-267.
摘要
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为了提高焊接质量,建立了纵向磁场作用下MIG电弧的三维有限元数学模型,利用ANSYS有限元分析软件对纵向磁场作用下的电弧进行模拟,得到了纵向磁场作用下电弧的物理特性,并与无外加纵向磁场时进行了对比.结果表明,焊接过程引入纵向磁场后,电弧温度和电弧压力显著降低,电弧温度梯度减小;当焊接电流为120A,励磁线圈安匝数为1000时,电弧中心最高温度由16.950 K降到13.700 K,最大电弧压力由91 Pa降到57 Pa;在阳极表面,电弧压力峰值从 53 Pa降到20 Pa,并偏离电弧轴线.可以得出结论,在纵向磁场作用下电弧的物理特性发生较大变化,电弧扩张,电弧温度和电弧压力减小,电弧中心形成空心弧.
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材料科学与工程
Al-Ni-Y三元合金玻璃形成能力及热稳定性
杨红旺;龚静;杨柏俊;王瑞春;李荣德
2012, 34(3): 268-272.
摘要
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为了分析Al-Ni-Y三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al
90
Ni
2
Y
8
、Al
87
Ni
5
Y
8
、Al
84
Ni
8
Y
8
和Al
80
Ni
12
Y
8
合金条带.利用x-射线衍射(XRD)表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪(DSC)分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明:除了Al
80
Ni
12
Y
8
和Al
90
Ni
2
Y
8
合金外,制备态的条带均为完全非晶态,部分晶化后有纳米铝晶体析出;Al
84
Ni
8
Y
8
合金DSC曲线上可以明显地观察到玻璃转变温度Tg.〖JP2〗通过比较4种合金的热稳定性,发现随着Ni的原子分数升高,合金的初始晶化温度Tx也随着升高,合金的热稳定性增强.
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材料科学与工程
低铬X70管线钢组织及其抗CO
2
武会宾;孙锐艳;王立东;王世刚;唐荻;梁金明
2012, 34(3): 273-281.
摘要
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为了明确Cr的质量分数高低对埋地用输油输气管线钢性能的影响,设计了4种Cr的质量分数的X70管线钢,研究了不同Cr的质量分数下管线钢组织及其力学性能,并采用高温高压反应釜进行了实验钢的CO
2
腐蚀试验.结果表明:钢中加入0.1%~0.8%的Cr后,其组织均由针状铁素体和准多边形铁素体构成,Cr元素均呈现明显的沿晶界分布状态;随着Cr的质量分数的增加,钢板强度随之升高,晶界中Cr分布密度随之增大,Cr(OH)
3
在腐蚀产物膜中的富集量增加,促使钢板的平均腐蚀速率降低;同时由于Cr(OH)
3
可以有效阻碍阴离子穿透腐蚀产物膜,因而大大减少了Cl-的催化作用导致的点蚀,使得钢板点蚀速率明显降低.
信息科学与工程
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信息科学与工程
“盲区”通信可靠性的优化模型与求解方法
张颖;李淼;王凤君;龚荣
2012, 34(3): 282-285.
摘要
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针对无线蜂窝网中存在信号难以到达的领域,即“盲区”通信的实际问题,提出了一种“盲区”通信可靠性的优化模型和求解方法.通过引入Ad Hoc网络来提高通信节点在进入该区域过程中的通信可靠性,根据移动节点的物理位置、移动速度以及邻接移动节点的关联因素,利用单点通信解决通信结点在进入“盲区”过程中(即存在中继区)的通信问题,再利用追击通信策略解决通信节点完全进入“盲区”(即不存在中继区)的通信问题,建立“盲区”通信可靠性优化模型,并利用遗传算法(GA)进行了仿真.仿真结果表明,此方法具有一定的可行性和有效性.
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信息科学与工程
基于混合业务的OFDMA系统资源分配
陈健;韩巧焕;阔永红
2012, 34(3): 286-292.
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针对存在混合业务的OFDMA系统的子载波和功率分配问题,提出了一种基于折衷因子的次优资源分配算法,在系统总发送功率的限制下使得系统的吞吐量最大,同时保证实时业务用户的QoS要求和非实时业务用户资源分配的比例公平.该算法将自适应资源分配与自适应调制相结合,并加入了比特调整和优化处理,对实时业务用户和非实时业务用户间的资源利用进行了有效的折衷.分析和仿真结果表明,SRATF算法在不增加复杂度的前提下减少了运行时间,保证了非实时业务用户间的公平性.
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信息科学与工程
终身学习的否定选择算法
张福勇;齐德昱;胡镜林
2012, 34(3): 293-297.
摘要
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针对否定选择算法(NSA)仅模拟了人类适应性免疫系统的中枢耐受过程,而未模拟其外周耐受过程,不具备终身学习能力的问题,提出了具有终身学习能力的否定选择算法(LNSA).LNSA的学习过程模拟淋巴细胞经历中枢耐受和外周耐受的成熟过程,通过外周耐受实现终身学习,从而提高了抗体区分自体与非自体的能力.与NSA和树突细胞算法(DCA)的比较结果表明,LNSA可有效降低检测误报率,并具有与NSA同样高的检测率.
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信息科学与工程
低复杂度的OFDM系统有效吞吐量最大化算法
潘科;左勇;刘学勇;陈杰
2012, 34(3): 298-304.
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针对OFDM系统有效吞吐量最大化问题,提出了一种低复杂度的资源分配算法LCGM.该算法的子载波采用统一的编码调制方式,以等误比特率的方式分配功率,并在此条件下将有效吞吐量最大化问题进行简化.利用有效吞吐量函数在平坦衰落信道和频率选择性衰落信道下为单峰函数这一特点,通过引入一种新的等效信道增益,采用二分法确定数据占用的子载波集合.仿真结果表明,LCGM算法以较低的复杂度获得了与高复杂度算法相当的有效吞吐量,在性能和复杂度之间取得了较好的折中.
建筑工程
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建筑工程
高温后纤维矿渣微粉混凝土性能劣化规律
李翔宇;高丹盈
2012, 34(3): 305-310.
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针对纤维矿渣微粉混凝土高温后性能发生劣化的问题,研究了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级对高温后混凝土质量损失以及抗压强度损失的影响.结果表明:纤维矿渣微粉混凝土的外观特征及抗压性能均随受热温度的升高而不断劣化,烧失率和强度损失率均呈现上升趋势;掺入混杂纤维能有效阻止矿渣微粉混凝土发生高温爆裂,保持试件的完整性;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维对混凝土的高温强度劣化均起到了缓解作用,但掺量的变化对质量损失的影响不明显;混凝土强度等级为C60时,纤维矿渣微粉混凝土抗压强度损失降到最低.提出了考虑温度、矿渣微粉掺量和钢纤维掺量影响的纤维矿渣微粉混凝土抗压强度的高温劣化模型.
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建筑工程
大跨空间结构动力响应模糊控制
代建波;王社良;纪庆波;赵祥;苗璐璐
2012, 34(3): 311-319.
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针对大跨空间结构动力灾变主动控制问题,设计了一种超磁致伸缩作动器.介绍了主动控制系统的工作原理,并建立了受控系统的空间状态方程,采用遗传算法对大跨空间结构主动控制作动器的布置位置进行了优化设计.分析了模糊控制系统的基本结构及模糊控制器的制作原理和方法,并设计了标准模糊控制器.应用MATLAB软件对大跨空间网架结构振动进行了模糊控制分析,结果表明,超磁致伸缩作动器具有良好的作动效应,利用遗传算法有效地提高了主动控制优化设计效率,同时实现了对结构的整体优化,模糊控制能够有效地降低大跨空间结构的振动反应,是一种较好的结构振动控制方法.
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建筑工程
长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析
袁伟泽;陈清军;曹丽雅
2012, 34(3): 320-325.
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为了研究长周期地震动作用下高层框架结构的抗震性能,利用地震损伤评估体系对高层结构进行损伤分析.在分析总结结构地震损伤模型的基础上,以一幢12层混凝土框架结构建筑为研究对象,利用振动台试验结果,采用数值模拟方法,从结构整体损伤和材料损伤2个层次进行了长周期地震动作用下高层框架结构的损伤分析,并与普通地震动作用下的结果进行了比较研究.结果表明:长周期地震动作用下结构的整体损伤指标明显大于普通地震动作用的结果,且混凝土损伤分布范围更广,为高层结构基于性能的抗震设计提供了参考.
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建筑工程
点接触式密肋复合墙体抗震性能及承载力计算方法
李鹏飞;姚谦峰;郭猛
2012, 34(3): 326-333.
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为了研究密肋复合墙结构多道防线工作机理,提出了RC框格与X型填充砌块、墙板与外框架在角点处连接的点接触式密肋复合墙体,并对其抗震性能进行了试验研究.通过对试验结果进行分析,探讨了墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究了墙体的滞回特性、承载力和耗能能力等抗震性能,并与标准墙板试验结果进行了对比,同时对墙板中钢筋应变进行了分析,提出了点接触密肋复合墙体承载力计算公式.结果表明,点接触式墙体与标准墙体相比其承载力和耗能性能略差,但由于墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋复合墙结构的控制设计,且各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复和更换.
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建筑工程
柱状节理岩体宏观等效强度参数的柱体尺寸效应
闫东旭;徐卫亚;王伟;石崇;石安池;吴关叶
2012, 34(3): 334-342.
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为研究柱状节理岩体柱体尺寸对岩体等效强度参数的影响,以金沙江白鹤滩水电站工程为背景,结合相关岩石力学试验方法,建立柱状节理岩体三维离散元模型.提出随机柱体平均大对角线长尺寸控制方案,并对柱状节理岩体进行三轴压缩试验数值模拟研究.研究结果表明,采用的随机柱状节理岩体尺寸控制方案能够合理描述尺寸效应对等效强度参数的影响,柱体尺寸的变化对与柱体垂直加载方向的等效强度参数影响较大,这是主要影响因素;四棱柱形柱状节理岩体错距变化对与错距平行的岩体等效强度参数产生较大影响,对其他2个方向的等效强度参数影响较弱,这是次要影响因素.在此基础上推导出柱体尺寸与岩体等效强度参数的关系,研究结果为工程实践中等效力学参数的确定提供了相关参考.
控制工程
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控制工程
基于递归小脑神经网络的模糊自适应控制
段洪君;齐世清;史小平
2012, 34(3): 343-348.
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为解决一类不确定非线性系统控制问题,提出了小脑神经网络模糊自适应算法.将系统分为标称模型、参数不确定部分以及包含建模误差、干扰及未建模动态等在内的混合干扰项,用模糊自适应控制实时逼近系统各个不确定参数,用鲁棒控制消除混合干扰,并设计了递归小脑模型关节控制器作为观测器来对混合干扰的上界进行实时逼近.李亚普诺夫理论证明了控制算法可使系统一致有界稳定,微飞行机器人姿态控制仿真结果表明,控制算法改善了系统的动态性能及鲁棒性,研究结论对复杂非线性系统的有效控制提供了依据.
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控制工程
一种小型无人机高度传感器余度设计方法
田湧;李天;蔡云鹏
2012, 34(3): 349-353.
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为提高小型无人机飞行控制系统的可靠性,利用GPS提供的高度信息设计了气压高度传感器的余度备份.运用飞机运动学方程对低频率GPS高度信号进行补偿,提高了信号的实时性与可用性,设计的气压高度传感器故障处置流程将高度信号的切换与模态管理结合起来,减小了高度信号切换产生的不良瞬态.仿真结果表明,飞行控制系统在气压高度传感器出现故障时可及时切换到高度备份传感器并能有效隔离故障源,GPS高度信号经补偿后可满足飞行安全要求,余度设计提高了整个飞行控制系统的可靠性.
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控制工程
基于
q
-高斯分布的自适应变异粒子群算法
赵伟;伞冶;石慧姝
2012, 34(3): 354-360.
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针对粒子群算法易陷入局部极值和早熟收敛的缺陷,提出了基于
q
-高斯分布的自适应变异粒子群算法.采用
q
-高斯作为变异算子对粒子的全局最优位置进行
q
-高斯变异,克服了因种群遗失多样性所导致的早熟收敛缺陷,随着种群的进化,非广延熵指数
q
的自适应调整平衡了算法的全局搜索能力和局部开发能力.测试了4个标准复杂函数和优化BP神经网络参数,结果表明,基于
q
-高斯分布的自适应变异粒子群算法的优化性能最好,收敛速度快.