沈阳工业大学学报

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电气工程

基于预测电压调制与T-S模糊PMLSM推力控制

杨俊友;刘江华;邱桂林;陈坤;王冬云

2012, 34(4): 361-365.

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为了进一步提高永磁直线同步电机（PMLSM）直接推力控制（DTC）系统的控制精度，提出了基于预测电压调制和Takagi-Sugeno（T-S）模糊策略的控制方法.利用预测电压调制技术控制下一个周期磁链，利用空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）逼近预测电压值，采用TS模糊控制器控制动子速度和电磁推力.对比分析在Matlab/Simulink环境下的仿真结果，基于预测电压调制和T-S模糊控制策略的DTC控制系统不仅明显减少电磁推力和磁链脉动，而且对电机参数时变等非线性扰动所引起的脉动具有较强的鲁棒性.

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电气工程

变压器磁-热耦合计算与局部过热屏蔽措施

李岩;额尔和木巴亚尔;张霄霆;井永腾

2012, 34(4): 366-371.

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针对大型电力变压器涡流损耗及局部过热问题，采用三维有限元涡流场计算得出变压器油箱及夹件的涡流损耗及其分布，进一步采用磁-热耦合方法计算出油箱和夹件温度场分布以及热点温度.在此基础上，分析局部过热问题，找出最热点并采取相应磁屏蔽来降低油箱和夹件涡流损耗及热温升，分析了磁屏蔽结构尺寸对油箱及夹件涡流损耗和最热点温度的影响.采取磁屏蔽措施后，油箱和夹件涡流损耗及热点温度明显降低，有效防止了局部过热现象，为电力变压器的优化设计提供了参考依据.

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电气工程

永磁同步电机驱动系统最小损耗分析

崔皆凡;李林;单宝钰

2012, 34(4): 372-376.

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为了提高电机驱动系统的效率，对永磁同步电机（PMSM）驱动系统最小损耗进行了分析和研究.通过对电机驱动系统的综合分析，建立了逆变器和PMSM系统的数学模型，从理论上推导并建立了系统损耗和定子磁链的关系，并得到损耗最小时定子磁链的表达式，从而实现PMSM驱动系统的损耗最小.将损耗模型法和搜索寻优法的优点有效结合起来，建立了综合2种分析方法的数学模型.在Matlab/Simulink环境下搭建了PMSM驱动系统仿真模型，在保证输出功率不变的条件下，通过检测逆变器直流母线侧的电压及电流，可以证明该模型能够实现全局范围内快速达到损耗最小、效率最优的目的.

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材料科学与工程

新型气硬动物胶型芯粘结剂的改性工艺优化

李英民;张祎林;刘伟华;任玉艳

2012, 34(4): 377-380.

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针对动物胶常温凝聚、热硬消耗能源且效率低的问题，以动物骨胶为主要原料，经过碱解、改性处理后得到了一种新型型芯粘结剂，并采用吹CO₂气体方式硬化.选择并优化了动物胶碱解工艺，引入活性基团对动物胶进行接枝共聚以及酯化改性，进一步提高了粘结强度，同时对新型动物胶粘结剂的吹气硬化和改性机理进行了理论分析.结果表明：改性动物胶铸造粘结剂最佳配比为m（丙三醇）∶m（糊精）∶m（乙醇）∶m（动物胶）=9∶10∶9∶100，改性温度为75℃，改性时间为90 min.吹CO ₂气体硬化的新型改性动物胶粘结剂，初强度大于0.8MPa，终强度达到6.0MPa，能够满足快速制芯生产要求.

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材料科学与工程

超高压作用下ZA27合金溶质Al的分布规律

曲迎东;王宇斌;曹修生;李荣德;白彦华

2012, 34(4): 381-384.

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ZA合金在凝固过程中存在偏析严重的特点，为了得到偏析少、组织均匀的ZA合金，通过对高压凝固ZA合金样品的分析，研究了超高压作用下溶质Al的分布规律和运动特征.试验结果表明，随着压力在1~5GPa范围内的增加，溶质分布也经历了大块聚集状态→小块聚集状态→固溶于基体等3种状态.5GPa时溶质Al分布接近于均匀，表明压力大大抑制了溶质偏析，其原因可通过溶质再分配、溶质扩散和粘度系数在超高压作用下的变化特征予以解释.

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材料科学与工程

曲线路径动态焊接热源建模

魏艳红;胡广旭;董志波;占小红

2012, 34(4): 385-390.

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在复杂结构焊接热过程及应力变形分析中，经常遇到曲线焊接路径，其动态焊接热源建模难度大，往往难于实现.为解决该问题，研究了曲线焊接路径热源自动建模方法，实现了曲线上动态焊接热源建模，并为多段直线、环形以及平面曲线焊接路径提供了焊接位姿的定义方法.进一步针对难于用方程直接描述的空间复杂路径、根据焊接结构特征提出辅助圆捕捉法来获取路径上的随动焊枪位姿.利用辅助圆捕捉法，用户可以通过简单的参数输入和CAD操作完成曲线路径动态焊接的热源自动建模.

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材料科学与工程

铜合金表面Ti/TiN多层膜的制备、结构及其性能

宋贵宏;娄茁;熊光连;陈立佳

2012, 34(4): 391-396.

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为了研究多层膜的腐蚀性能，促进多层膜在生产中的应用，采用电弧离子镀技术，通过调整环境N₂和Ar气的时间比例在铜衬底上成功制备了不同调制周期的Ti/TiN多层膜.利用x射线衍射谱和交流阻抗谱研究了该多层膜的结构和腐蚀性能.表面形貌显示，沉积的Ti/TiN多层膜具有明显的周期性，环境中N2和Ar气的时间比例决定了多层膜的调制周期，N₂气时间越长，多层膜中TiN相层越厚.腐蚀性能测定表明，多层膜的调制周期影响其耐蚀性，当调制周期为550nm时，沉积膜的耐腐蚀性最好.

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材料科学与工程

轧制对真空压铸AM50薄板组织与性能的影响

杨林;刘晓忱;赵德文;毛萍莉;刘正

2012, 34(4): 397-401.

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为研究真空压铸态AM50镁合金薄板在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化，利用小型轧机对该合金进行多道次轧制，并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明：该镁合金在常温下可进行多道次的轧制，但每道次之间要进行310℃×10min的退火处理，总变形量可达到45%；随总变形量的增加，轧制流线逐渐形成，晶粒变形成长条状，平均尺寸逐渐变小；变形量为40%时，沿轧制方向晶粒大约为2~4μm，轧制延展方向晶粒大约为5~10μm；随变形量的增大，材料的强度和塑性均在增加，而在总变形量达到40%时，材料的强度和塑性达到极值，屈服强度为282MPa，抗拉强度为329MPa，伸长率为8.8%.

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材料科学与工程

Sc对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金疲劳行为的影响

车欣;陈立佳;李锋

2012, 34(4): 402-406.

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为了确定稀土元素Sc对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金低周疲劳行为的影响规律，针对含Sc和不含Sc的金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的低周疲劳行为进行了对比研究.结果表明，当外加总应变幅较高时，金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金和Al-Si-Cu-Mg-Sc合金均呈现循环应变硬化现象，而在低的外加总应变幅下，稀土元素Sc对合金的循环应力响应行为产生较大影响，其中Al-Si-Cu-Mg合金在疲劳变形初期表现为循环应变硬化，在疲劳变形后期则表现为循环稳定，而Al-Si-Cu-Mg-Sc合金在整个疲劳变形期间均发生循环应变硬化.此外，稀土元素Sc的加入可以有效提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的循环变形抗力和低周疲劳寿命.

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机械工程

压电阀电-机械转换器结构设计分析

周淼磊;杨志刚;高巍;田彦涛

2012, 34(4): 407-411.

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为提高现有喷嘴挡板型电液伺服阀的静、动态性能，采用双压电晶片及铍青铜制作出喷嘴挡板式压电阀的电-机械转换器.针对压电层和金属层的宽度、长度和厚度等结构参数对电-机械转换器静、动态性能的影响进行了理论、仿真及实验研究.结果表明：宽度对静、动态性能没有影响，输出位移同长度的平方成正比.长度增大时，幅频宽和基频减小；金属层厚度或压电层厚度增大时，输出位移减小，幅频宽和基频增大.最后对电-机械转换器的振型进行了仿真分析，结果表明满足设计要求.

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机械工程

基于系统效率最优的新型混合动力汽车控制策略

彭志远;秦大同;段志辉;杨亚联;杜波

2012, 34(4): 412-419.

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为了充分发挥混合动力汽车节省燃油和降低排放的控制效果，研究了一种基于行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案.在对其驱动系统关键零部件性能实验与数值建模的基础上，综合考虑发动机、ISG电机和动力电池组以及传动系统效率，分析了系统相关典型工作模式下的纵向动力学方程，推导出系统效率模型，提出了基于系统效率最优的全工况整车控制策略，制定了整车的工作模式切换规则与换档控制策略.在MATLAB/Simulink环境下，建立了整车性能仿真模型，结果表明，采用该控制策略能使整车动力性与燃油经济性较传统车明显提高，最后通过台架试验对该方案进行了验证.

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机械工程

空间可展开天线基本单元构型的数综合方法

田大可;刘荣强;邓宗全;郭宏伟

2012, 34(4): 420-426.

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为对金属网面可展开天线进行构型创新研究，提出了一种基于图论理论的金属网面可展开天线基本单元构型的数综合方法.根据基本单元的展开方式，总结出其运动链的特点，建立了运动链与拓扑图的转换关系，得到了4种基本单元的拓扑图模型.将拓扑图进行子图化分解，分析了构件的拓扑对称性.采用双色拓扑图分析了机架在不同位置时运动副的拓扑对称性，得到了满足拓扑要求的基本单元的构型总数.通过例子阐述了由拓扑图综合成机构的过程，并讨论了机构间的构型演化.算例及分析表明：该方法得到的构型总数可方便计算机自动综合软件建立拓扑图库，同时为宇航空间可展开机构理论的研究提供了借鉴与参考.

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信息科学与工程

管道内检测导航定位技术

杨理践;李瑞强;高松巍;杨洋

2012, 34(4): 427-432.

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针对管道内检测器在管道运行中的定位问题，提出了一种利用导航定位系统进行管道内检测器定位的辅助方法.当管道内检测器进行管道检测时，在管道内检测器上加装惯性导航器件（IMU）构成导航定位系统，将获得的导航定位信息和速度修正信息存储在存储器中.利用导航算法对数据进行处理，采用卡尔曼滤波器对误差进行修正，分析得出管道内检测器的姿态变化和位置变化信息.实验结果表明，通过计算能够获得实验模型运行的姿态变化信息，描绘出实验模型的行进轨迹，分析出实验模型对于初始位置的地理坐标变化情况，为工程实验提供了更多的参考信息.

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信息科学与工程

基于等级信息反馈的进化算法

宋丹

2012, 34(4): 433-437.

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为了解决高维优化问题，提出了一种新的基于等级信息反馈的进化算法.该算法对变异尺度分成若干等级，并设置矩阵对父代各个维度上的变异等级、变异结果和变异次数等信息进行记录，利用这些反馈信息来指导后代个体的变异维度选择和变异尺度的生成；算法的超变异算子给予最优个体在其领域范围内进行多次搜索的机会以提高算法结果的精度.试验结果表明，与其他改进算法相比，该算法具有较好的全局收敛性，不易陷入局部最优解且算法的收敛速度和稳定性有显著提高.

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信息科学与工程

一种基于副本机制的智能存储系统I/O优化方法

刘霖;赵跃龙;谢晓玲;王国华

2012, 34(4): 438-445.

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针对智能存储系统（IND）I/O部件级性能难以得到提升的问题，在分析I/O请求过程基础上设计了一种新的副本机制.使用可编程NIC把只读高频访问热点数据的副本存储在NIC的副本空间，在IND单元内存中建立一个副本元数据表以指引IND单元对副本空间进行管理，设计了在线副本候选算法（DCA），以确保NIC空间副本数据的时效性.读请求时副本数据不再通过总线传送，数据包到达NIC缓冲区时把副本数据填充在相应的位置再发送出去，可以减少总线的流量，进而提高系统的吞吐率和现有设备的性能.试验结果表明，该方法降低IND总线流量30%以上，提高系统吞吐率40%以上，显著提高了系统性能，具有较好的理论与应用价值.

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信息科学与工程

可变阶次分数阶微分实现图像自适应增强

黄果;陈庆利;许黎;蒲亦非;周激流

2012, 34(4): 446-454.

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为了改善图像增强的效果，提出了一种可变阶次的分数阶微分图像自适应增强算子.该算子的数学原理是根据图像的局部统计信息和结构特征来动态调整分数阶微分的阶次.在图像增强的过程中，分数阶微分的阶次满足在图像“强边缘”处具有较大的微分阶次，在图像“弱边缘”或纹理处具有较小的微分阶次，在图像平滑处具有微小的微分阶次，在判断为噪声处具有负阶次.建立了图像增强效果和分数阶微分阶次之间的非线性量化关系，构造了相应的自适应函数，实现了图像的自适应增强.实验结果表明，在无噪声的情况下，该方法较传统的分数阶微分算子在图像增强方面效果更好；在有噪声的情况下，该方法具有一定的噪声免疫能力.

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建筑工程

粘土相变建筑材料制备及性能

王立久;谭晓倩

2012, 34(4): 455-460.

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为改善乡村居住条件，开发了一种用于农村房屋的粘土相变建筑材料（LPM）.以碱性激发剂激发粘土、矿渣的产物作为该材料的基材，以吸附储能相变石蜡的膨胀珍珠岩作为该材料的储能载体，并对碱激发粘土、矿渣基材的反应产物进行了初步研究，研究表明基材的水化产物主要为水化硅酸钙、水化铝酸钙及沸石.对LPM及相对应传统OPC材料的力学性能、储能性能及一维、三维条件下温度〖CDF*3〗时间响应关系进行了测试，结果表明，在外界温度变化时，LPM相对于传统OPC材料具有升温、降温速度慢，温度变化平缓的优点，且具有合适的力学性能.

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建筑工程

随机波浪力下超大型钢吊箱围堰动力响应分析

徐伟;徐赞云;吴加云

2012, 34(4): 461-468.

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为了研究超大型深水钢吊箱围堰在随机波浪力作用下的动力响应，以苏通大桥5#钢吊箱为工程背景，建立了对应的整体有限元模型.基于文氏谱以及线性谐波叠加法完成了波浪频谱与波浪时程的转换，进而得到了钢吊箱在频域与时域内的动力响应，并与特征波法和规范静力法进行了对比.结果表明，钢吊箱基频高，整体刚度较大；考虑附连水质量的影响，钢吊箱的自振频率急速下降，更接近波浪力谱峰值频率，增大了共振的可能性，动力分析时必须考虑附连水质量的影响；波浪荷载作用下，钢吊箱的动力效应普遍增大，但幅度增大较小.实际工程中，应在静力计算结果的基础上乘以1.15的放大系数，或者直接采用特征波法进行计算.

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建筑工程

管幕预筑法中钢管顶进对地面沉降的影响

杨仙;张可能;李钟;邓美龙;肖尊群

2012, 34(4): 469-473.

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为了研究管幕预筑法中密集大直径钢管群顶进对地表沉降的影响，把平行顶管的顶管间距分为3类：大间距、中间距和小间距.明确指出了3类间距范围，总结分析了各种顶管间距情况下已建顶管对新建顶管地表沉降的影响.分析表明，大间距时已建顶管对地层的扰动影响可以忽略，中间距时主要是土体扰动的影响，小间距时既有土体扰动的影响，又有先建顶管管结构的支挡影响.分析Peck公式并对其进行修正，使之可用于预测各种间距下的地面沉降.结合沈阳地铁新乐遗址站施工监测结果，比较了地表沉降监测结果与Peck公式预测值，发现两条曲线吻合情况较好.

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建筑工程

蒸压粉煤灰砖砌体本构关系试验与模拟

徐春一;刘明;王强

2012, 34(4): 474-480.

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为研究蒸压粉煤灰砖砌体受压本构关系，对18个蒸压粉煤灰实心砖砌体试件进行轴心受压试验，研究试件的受力状况及其应力-应变关系曲线.以试验测得曲线为基础，与数值模拟数据相结合，并与国内外已有研究成果进行综合比较分析，给出蒸压粉煤灰砖砌体的本构关系建议表达式.将所得表达式代入ANSYS有限元分析软件中模拟砌体偏心受压力学性能，并将模拟值与试验值进行比较分析，验证了所得本构关系表达式的正确性.

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