沈阳工业大学学报

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电气工程

采用误差估计补偿的改进型零相位误差跟踪控制

孙宜标;李萍;刘春芳

2012, 34(6): 601-605. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2012.06.01

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针对伺服系统中零相位误差跟踪控制器（ZPETC）对系统建模误差和参数变化非常敏感的缺点，提出了一种改进型ZPETC设计方法.将信号估计器估计的跟踪误差和系统实时误差作为ZPETC的输入信号，控制器针对系统的跟踪误差进行实时补偿，从而减小零相位误差跟踪控制器受系统参数变化的影响，同时采用低通滤波器（LPF）来消除误差信号中的高频噪声.理论推导与仿真结果表明，该方案在保持伺服系统零相位滞后的同时，减小了系统的跟踪误差，提高了系统的跟踪精度.

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电气工程

126 kV真空断路器灭弧室电场数值分析

刘爱民;杨光;张红奎

2012, 34(6): 606-610. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2012.06.02

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为了解真空灭弧室电场分布情况，并找出灭弧室设计的关键部位，基于电场数值分析理论，采用有限元法对126kV真空断路器灭弧室内部静电场进行了仿真计算.考虑灭弧室内部主屏蔽罩结构对电场分布的影响，分析了加伞群后电场分布的变化情况，并给出了灭弧室内动静触头表面处的电场强度值.通过对不同触头开距情况下的电场进行计算，获得了在不同情况下的灭弧室电场分布情况，给出了不同开距下的电场强度最大值，为触头结构的优化分析、真空断路器的触头设计及真空灭弧室的优化设计提供了理论依据.

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电气工程

脉冲频率调制LLC串联谐振X光机电源

唐治德;张正茂;杨冰;张海波

2012, 34(6): 611-617.

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为了满足X光机电源输出电压调节范围宽的要求，提出了一种全桥LLC串联谐振高频高压电源，并利用仿真软件设计其控制电路，使设计方法更加简单.主电路采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路，从理论上分析系统的工作原理，并建立了LLC谐振变换器的基波等效模型，对主电路的参数进行了设计；在控制电路设计中，借助仿真软件得到补偿前系统近似的开环传递函数，再进行控制器的设计.仿真结果表明，输出电压可以在40~120 kV范围内连续可调，输出电压上升时间短、纹波小，在输出电压跳变过程中，动态调节时间很短，证明了所提出的拓扑和控制电路设计方法的正确性和可靠性.

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风力发电技术

基于风电机组LPV模型参考自适应独立变桨控制

张纯明;姚兴佳

2012, 34(6): 618-622.

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为了减少大型风电机组多输入、多输出的非线性耦合影响和独立变桨带来的附加控制载荷，根据线性参数变化理论（LPV）对风电机组风能转换系统进行局部线性化，建立统一化的风电机组独立变桨线性参数变化LPV模型.利用模型参考自适应控制理论（MRAC），以线性化后的LPV控制系统为被控对象建立参考模型，设计出高性能的独立变桨距自适应控制系统.采取波波夫（Popov）超稳定性分析法给出风电机组LPV模型参考自适应控制律，并对所设计的LPV模型参考自适应独立变桨距系统进行计算机仿真实验.实验结果表明，所设计的基于LPV模型参考自适应系统能够适应机组参数在较大范围内的变化，能够实现风电机组独立变桨系统的整机控制，具有良好的稳定性和快速性.

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风力发电技术

风力机叶片二元翼段静气动弹性机理

汪泉;陈进;程江涛;陆群峰

2012, 34(6): 623-628.

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针对风力机叶片翼型静气动弹性的发散速度、载荷重新分布等问题，在线弹性范围内，基于气动弹性力学理论，推导出适用于风力机叶片二元翼段静气动弹性的基本方程.以攻角为输入量，压力为输出量，翼型的弹性扭角为系统的反馈量，建立了风力机叶片弹性翼型的气动弹性反馈模型.在危险风速工况下，对3种典型翼型的风力机叶片二元翼段进行了计算分析，得到了扭转刚度、刚心与气动中心距离对风力机叶片二元翼段的发散速度、附加扭角和升力分布的影响.研究了不同翼型对风力机叶片二元翼段附加扭角和升力分布的影响，结果表明，当扭转刚度较小时，附加扭角的增加在一定程度上提高了翼型的气动性能；当扭转刚度较大时，附加扭角增加较小，对翼型的气动性能影响较小.

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材料科学与工程

Al₂O₃的质量分数对衬瓷层组织及耐磨性的影响

韩亚苓;梁正奇;孙泰礼;丁健;杨亮

2012, 34(6): 629-633.

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针对表面工程领域对耐磨材料的迫切需要及制备耐磨材料的复杂性，发明了钢水余热衬瓷技术，并利用该技术对耐磨衬瓷层进行了研究.通过将不同比例的Al₂O₃和金属粉料混合、合成，制备出陶瓷复合粉，并将其涂覆在沾有高温胶的砂型型腔工作面上，通过正常的钢水浇铸工艺，利用钢水凝固时释放出的热量将陶瓷复合粉烧结到钢的表面，达到耐磨效果.利用扫描电镜观察分析了衬瓷层的组织、表面形貌、是否有脱落现象以及衬瓷层与基体的结合情况，利用能谱分析了衬瓷层的成分，利用磨损试验机检测了衬瓷铸件的耐磨程度.结果表明：Al₂O₃的质量分数在35%~45%之间的衬瓷效果最好，其耐磨性是淬火45号钢的80倍.

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材料科学与工程

PVDF基阴离子交换膜的制备与性能表征

田波;刘倩;李三喜;张爱玲;李海啸

2012, 34(6): 634-638.

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为了制备一种性能优良的含氟阴离子交换膜，选择聚偏氟乙烯（PVDF）膜为基膜，依次经过碱处理、化学接枝氯甲基苯乙烯（VBC）及季铵化反应得到PVDF基阴离子交换膜.采用电化学、化学、红外光谱（IR）和热失重（TGA）分析方法分别对膜面电阻、阴离子选择透过率、离子交换容量（IEC）、膜基团变化和热稳定性进行分析.结果表明：PVDF基阴离子交换膜具有较好的综合性能，面电阻为1.4 Ωcm ²，阴离子选择透过率为93.2%，IEC为1.17mmolg ^-1干膜.PVDF基膜经各步处理后，依次生成含双键碱处理PVDF膜、PVDF-gVBC膜和季铵盐型PVDF基阴离子交换膜，各处理膜热稳定性依次下降，PVDF基阴离子交换膜使用温度不高于130℃.该方法成功制备了具有较好性能的含氟PVDF基阴离子交换膜.

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材料科学与工程

铬酸钙盐在酸碱溶液中的溶解行为

付念新;张伟龙;张林楠;都兴红;隋智通

2012, 34(6): 639-643.

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铬酸钙盐在酸碱溶液中的溶解行为和规律对高效提取铬非常重要，为此，对CaCrO₄、CaCr₂O₇和βCaCr₂O₄生成热力学条件进行了综合分析.在保持溶液酸度恒定条件下，研究了在不同酸度、温度条件下，CaCrO₄与CaCr₂O₇在H₂SO₄和NaOH溶液中的溶解规律，并分析了CaCrO₄在溶液中的赋存状态.研究结果表明，在850~950℃时，CaO与Cr₂O₃生成CaCrO₄的趋势较大，增加氧势或渣碱度均促其形成.CaCrO₄在H₂SO₄溶液中（30~50℃）溶解率随酸度提高而增大，酸度较高时（pH=1.92~4.07）溶解率可达100%，酸度较低时（pH=5.48~7.26）溶解率最低降至50%~55%；碱性溶液中，pH值由8.5增至12时，溶解率逐渐小幅提高.提高温度后溶解率平均增加2%~5%.CaCr₂O₇易溶于不同浓度的H₂SO₄溶液，在NaOH溶液中溶解率较高；CaCrO₄溶于酸或碱性溶液，存在CrO₄^-2 与Cr₂O₂^-7的平衡.

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材料科学与工程

CaO/SiO₂比对伟晶岩多孔微晶玻璃性能的影响

杨梅;陈立佳;吴玉胜;陈皓

2012, 34(6): 644-649.

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为了研究CaO与SiO₂质量比对伟晶岩多孔微晶玻璃性能的影响，以CAS多孔微晶玻璃为研究对象，通过DTA、XRD、SEM和三点弯曲法等分析手段进行研究.实验结果表明：随着CaO与SiO₂质量比例的增加，副硅灰石晶体的长径比逐渐减小，当CaO与SiO₂质量比为18∶60时，副硅灰石晶体体积分数为最大；随着CaO/SiO₂质量比的增加，主晶相没有发生改变，均为副硅灰石晶体；样品的抗压强度、抗折强度均随CaO与SiO₂质量比的增加而增加，当增加到一定值后又呈下降趋势；样品耐酸性的最大抗折损失率达到了0.3045 ，耐碱性能的最大抗折损失率为0.31654.

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材料科学与工程

Al-Mg-Si合金热压缩变形的流变应力方程

李赫亮;袁晓光;郑伟;黄宏军

2012, 34(6): 650-655.

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为了给制定和优化热加工工艺参数提供理论依据，采用Gleeble-1500热模拟机研究了含锆Al-Mg-Si合金在变形温度为653~803 K、变形速率为0.01~10s^-1条件下的热压缩变形的流变应力行为，并通过回归法建立材料变形的流变应力数学模型.结果表明：该合金为正应变速率敏感材料，真应力-真应变曲线存在明显的稳态流变特征；流变应力随着变形速率的增加以及变形温度的降低而增加；在较低变形温度条件下，真应力〖CDF*3〗真应变曲线为动态回复曲线；在较高变形温度条件下真应力-真应变曲线为动态再结晶曲线.该合金流变应力σ可用包含Arrhenius项的ZenerHollomon参数的函数来描述，式中A、α和n的值分别为1.89×10¹⁰s^-1、0.024MPa^-1和7.46，热变形激活能Q为166.85kJ/mol.

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材料科学与工程

直流与交流电气线路中铜导线短路痕迹的分析

王连铁;高伟;赵长征;袁晓光

2012, 34(6): 656-659.

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直流电气线路及交流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征不同，为区分二者之间的差别，利用模拟试验手段制备出金相样品，并采用宏观分析、金相分析等各种技术手段进行分析总结，归纳出二者发生短路故障时所形成的痕迹特征规律.模拟研究结果表明，直流线路一次短路熔痕的金相组织以细小的柱状晶为主，且孔洞较少；在交流线路中，一次短路故障形成的熔痕的金相组织胞状晶较多，且交、直流电气线路中铜导线发生短路故障时所形成的熔痕的组织特征明显不同，这些特征可用于实际鉴定工作中.

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机械工程

基于ADVISOR的后驱式EMCVT汽车建模与仿真

金嘉琦;陈新文;张镭

2012, 34(6): 660-665.

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针对ADVISOR仿真软件的开发仅适用于前轮驱动汽车的缺点，采用理论分析与实例仿真相结合的研究方法，以后轮驱动汽车的理论分析模型为切入点，对ADVISOR仿真软件进行了二次开发.建立了适用于后轮驱动式机械电子式无级变速器（EMCVT）汽车仿真模型，并以YZEMCVT〖JP〗及其原型车作为仿真对象进行了对比实验.整个仿真过程运行良好，仿真结果表明，所提出的基于ADVISOR仿真软件的后轮驱动式EMCVT汽车建模方法是有效合理的，为EMCVT产品及其整车的开发提供了参数优化和性能调试的参考依据.

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机械工程

磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制

于晓琳;赵文珍;黄树涛;周丽

2012, 34(6): 666-670.

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针对高体积分数SiCp/Al复合材料精密加工问题，研究了磨削加工高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌的形成机制.使用金刚石砂轮在干式和湿式两种磨削条件下对高体积分数SiCp/Al复合材料进行磨削实验研究，通过表面粗糙度仪对表面粗糙度进行测量，运用扫描电镜对磨削加工的表面形貌进行观测研究.结果表明：该材料磨削表面的主要缺陷为SiC颗粒拔出、破碎、压入和Al基体的涂敷等，SiC颗粒的破碎和脱落是磨削加工该材料表面形成的主要机制.两种磨削条件下工件进给速度对表面粗糙度的影响比磨削深度更显著，湿式磨削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构还是表面粗糙度上都好于干式磨削.

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信息科学与工程

曲线拟合在管道漏磁内检测信号重构中的应用

杨理践;孙霄;高松巍

2012, 34(6): 671-676.

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针对管道漏磁内检测缺陷信号的重构问题，研究了曲线拟合和最小二乘法的基本原理，以管道漏磁内检测有限元仿真分析软件所得到的半椭圆型缺陷数据为研究对象，建立了径向磁通密度特征的二元一次方程组和二元二次方程组，运用最小二乘曲线拟合方法实现对仿真数据的二元一次函数拟合和二元二次函数拟合.应用MATLAB编写程序求出拟合系数，得到拟合方程，拟合计算结果与仿真数据基本吻合.通过对两组函数方程进行误差分析，结果表明二元二次拟合函数能更准确地描绘出缺陷大小与检测数据之间的函数关系，二次拟合模型更可靠，为管道漏磁内检测缺陷信号重构提供了函数支持.

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信息科学与工程

网络服务系统可生存性分析与验证

李良斌;王劲林;陈君

2012, 34(6): 677-684.

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为了分析采用冗余组件的网络服务系统的可生存性，建立了攻击、抵抗和恢复的过程模型，基于服务与组件的依赖关系提出了系统可生存性的量化评估方法.分析了不同组件的系统可生存性评估值的敏感参数及贪心策略下的恢复优先级，采用着色Petri网设计了仿真工具，并以一个IPTV网络服务系统为例，验证了攻击强度、攻击密度和恢复强度对系统可生存性的影响.该方法将可生存性系统的运作过程建模为多种因素并行作用下的动态过程，并利用仿真工具对系统的可生存性进行了验证，其验证结果为可生存系统设计及可生存性增强策略提供了依据.

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信息科学与工程

一种新的无线中继网络随机接入协议

张超一;武穆清;宿景芳

2012, 34(6): 685-690.

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针对无线中继网络多址接入的碰撞问题，提出了一种由固定中继节点支持的多址随机接入协议.中继网络中的节点采用非坚持监听方式随机接入，保证一定比率的通过量，中继节点存储剩余碰撞的分组数据包.在若干个连续时隙内，根据信道衰落系数的非相关性，中继节点将建立恢复原始数据的线性方程组，求解并恢复原始数据包.仿真结果表明，与同类算法相比，采用了非坚持监听方式，系统的吞吐量有较明显的提高；该方法不需要增加重传机制，节省了系统频谱资源；由于有中继存在，采用了不同路径传输，使信道参数不相关；接收端不需要增加天线等硬件设备，以便获得较高的分集增益.

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建筑工程

温度作用下钢柱屈曲性能分析

施明征;王方;冯飞;冯健;张晋

2012, 34(6): 691-696.

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为了讨论两端简支钢柱在温度荷载作用下的弹性稳定性，考虑了温度沿钢柱截面非均匀分布的影响，基于构件的非线性位移应变关系，利用能量原理推导了钢柱的非线性平衡方程及屈曲方程，给出了计算临界屈曲温度荷载的方法.由分析结果可知，温度变化对钢柱的稳定性影响很大，当钢柱长细比较大时，即使温度变化值较小也能引起钢柱的屈曲；当钢柱温度变化沿截面均匀分布时，利用提出方法所求得的临界屈曲温度荷载与经典欧拉方法一致；当柱截面平均温度变化为零时，沿截面的不均匀温度分布不会引起钢柱的屈曲.温度沿截面的不均匀分布对于钢柱的稳定性是有利的，而且随着构件长细比的增大，沿截面温度不均匀分布对钢柱稳定性的有利作用增强.有限元验证结果说明所提出的方法可用于温度作用下钢柱屈曲性能的分析.

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建筑工程

双肢组合截面轴心受压柱柔性支撑系统

王登峰;王元清;石永久;戴海金;廖增安

2012, 34(6): 697-702.

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为了研究由撑杆和连杆组成的柔性支撑系统，提出了简化的支撑系统设计方法，并给出了连杆设计流程图.考虑轴心受压柱和撑杆初始几何缺陷的影响，用解析法推导了支撑力和支撑刚度的计算方法.由于支撑作用在两肢立柱间连杆，引起支撑刚度减小，使得需要的支撑力增大.立柱抵抗失稳刚度增大或者撑杆长细比增大时，支撑作用于连杆时所需支撑力比直接作用于立柱时的增幅增大.结合实际工程，利用本文提出的设计方法得到的柔性支撑系统设计方案比原工程设计方案更为经济合理.

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建筑工程

气水孔隙混合流体的压缩性

徐浩峰;谢康和

2012, 34(6): 703-709.

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为了得到适用于高饱和度土固结分析的孔隙混合流体的压缩性计算公式，采用孔隙水压力来表示混合流体的压缩系数.推导过程中，不考虑气泡在水中的溶解，按Laplace公式建立气泡压强与水压的关系.分析了单个气泡对压缩性的影响，并进行了一维固结压缩试验，对混合流体的压缩系数公式进行了验证.结果表明：饱和度、水压和孔隙气的分散度是影响孔隙流体压缩性的3个主要因素；饱和度越小，气泡半径越大，混合流体的压缩性越大；若初始饱和度相同，当水压达到较大值时，气泡初始半径大小对压缩系数影响很小.将试验数值与其他研究者的计算结果进行对比，证明了所推导的理论公式能较好地分析预测孔隙混合流体的压缩系数.

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建筑工程

规则锯齿型软弱结构面剪切特性的数值分析

胡毅方;彭振斌;柳群义

2012, 34(6): 710-714.

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为了探讨规则锯齿型软弱结构面的剪切特性，利用FLAC3D建立岩体软弱结构面的三维计算模型，分析结构面的剪切强度和变形特征.结果表明：剪切应力和剪切位移的关系从初期的线性特征转变为非线性特征；软弱结构面和岩体的耦合作用导致结构面的等效粘结力和等效内摩擦角均小于二者的平均值；迎剪切方向的结构面主要发生剪切破坏，而沿剪切方向的结构面主要发生拉伸破坏.结构面的剪切强度与剪切速率成线性关系；随着结构面厚度的增加，试样的剪切强度逐渐减小.研究得到的结果可为理论分析和工程实践提供参考.

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建筑工程

基于柔度曲率矩阵差的损伤结构识别方法

徐典;杨佑发

2012, 34(6): 715-720.

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为了提高柔度法应用于结构损伤识别的范围和准确度，提出了一种柔度曲率矩阵差的损伤识别新指标，并在柔度法理论基础上进行了改进.通过简支梁和连续梁的算例对这种识别指标的有效性进行了验证，同时采用了另外3种识别指标进行了对比.结果表明：在单处损伤和多处损伤的情况下，使用该指标仅需前一阶模态数据就能对文中梁结构进行准确的损伤定位，并对结构轻微的损伤进行了准确识别.与文中的另外3种损伤指标相比，新指标具有明显的优势，且更具准确性和广泛性.

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