沈阳工业大学学报

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电气工程

基于改进SVPWM永磁直线同步电机直接推力控制

崔皆凡;单宝钰;秦超;刘艳

2013, 35(4): 361-366. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.01

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针对传统空间矢量脉宽调制（SVPWM）永磁直线同步电机直接推力控制系统响应慢、逆变器开关损耗大、输出电流谐波含量高、系统效率低、推力脉动大的问题，建立了逆变器损耗模型，推导出损耗以及谐波含量关系式，得出损耗和谐波含量最小时的零矢量最优分配方式，提出最小损耗SVPWM方法，并采用定子电流最小控制代替系统定子磁链给定值.通过Matlab/Simulink仿真实验比较了传统方法和本方法在不同速度时加载不同负载的系统损耗和效率以及在电机起动和突加负载时系统的响应能力和推力脉动，并分析了两种方法的逆变器输出电流谐波含量，证明了本方法的有效性与可行性.

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电气工程

涡流对断路器方形永磁机构特性的影响

刘爱民;张波;鞠海林;徐建源

2013, 35(4): 367-372. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.02

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由于高压断路器永磁机构工作时间短、动作速度快，工作时会在动静铁芯中产生涡流，为了分析其对机构特性的影响，采用耦合法对永磁机构的瞬态磁场进行分析，并研究了电压激励下的瞬态磁场，推导出考虑涡流影响的非线性瞬态磁场数学模型.运用有限元分析软件Ansoft对方形永磁机构进行仿真，分析涡流对其特性的影响，并对其损耗进行计算分析.分析结果表明，由于涡流的影响使永磁机构的动作时间增长，在永磁机构动作过程中，动铁芯的涡流损耗很大.

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材料科学与工程

粗镁直接熔炼AM50镁合金力学性能及夹杂物分析

刘正;董媛;毛萍莉;王越;袁国涛;王国欣

2013, 35(4): 373-377. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.03

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为了研究粗镁直接熔炼AM50镁合金中夹杂物对力学性能的影响,对镁合金锭三个取样位置进行金像分析、拉伸及冲击试验.通过扫描电镜对断口形貌进行分析,并用能谱分析夹杂物的成分.结果表明:AM50的拉伸强度达到184.73 MPa,伸长率为1.54%,冲击韧性达到8.311 J/cm²,断裂方式为脆性断裂和韧性断裂两种混合断裂机制.夹杂物的主要类型为金属夹杂物和非金属夹杂物两大类,主要有MgO、Mg₃N₂、MgCl₂、CaCl₂、Al₄C₃和一些富Fe的夹杂物,并且形状各异,以镁的氧化物夹杂最为常见.

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材料科学与工程

枝晶间距对镍基单晶合金蠕变性能的影响

田素贵;张超;薛永超;曾征;刘臣

2013, 35(4): 378-384. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.04

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为了研究枝晶间距对镍基单晶合金组织与蠕变性能的影响，采用不同抽拉速率制备出两种不同枝晶间距的单晶镍基合金.通过蠕变性能测试及组织形貌观察，研究了枝晶间距对合金成分偏析及蠕变性能的影响.结果表明，随着合金枝晶间距的减小，元素成分偏析程度降低，且在相同热处理条件下，枝晶间距较小的合金具有较好的蠕变性能.合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过筏状γ′相，而蠕变后期的变形机制是位错在基体中滑移和切入筏状γ′相.蠕变断裂后，在试样不同区域筏状γ′相具有不同的形貌，在远离断口区域，筏状γ′相与应力轴方向垂直，而在近断口区域，筏状γ′相尺寸及扭曲程度均增加.

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材料科学与工程

HVOF喷涂Co基WC涂层的耐锌腐蚀行为

李德元;谢天男;尹雁冬;黄娣

2013, 35(4): 385-389. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.05

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为了提高热镀锌用辊件的耐腐蚀性,试验采用超音速火焰喷涂方法制备WC-12Co涂层,研究了涂层在450 ℃锌液中的耐腐蚀性能以及失效机制.将316L/WC-12Co涂层进行液锌腐蚀,以扫描电镜能谱分析、x-射线衍射方式分析对比了未经过腐蚀试件、腐蚀5天试件、腐蚀10天试件的组织变化和相组成,结果显示涂层基体Co受液锌腐蚀生成Co与Zn化合物,引发横向裂纹,导致涂层剥落.涂层全部剥落后保护失效,使母材被液锌直接严重腐蚀,最终生成锌渣FeZn₁₃.

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材料科学与工程

外磁场中单壁碳纳米管π电子能隙的理论计算

郭连权;张平;冷利;马贺;李大业

2013, 35(4): 390-394. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.06

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为了得到单壁碳纳米管在外磁场作用下的电子结构规律,从紧束缚模型出发,利用量子理论和固体理论计算了在外磁场作用下单壁碳纳米管(SWNTs)中π电子的能带表达式.在此基础上,利用SWNTs的周期性边界条件和晶体中的布洛赫定理,得到了扶手椅型SWNTs中π电子的能带表达式,进而推导了外磁场作用下能隙宽度的表达式,从而得知能隙是磁通量Φ的周期函数.由金属型SWNTs的判据|m-n|=3J(J=0,1,2,3,…)可知,扶手椅型SWNTs(m=n)均为金属型,但由于其在外磁场的作用下可能产生能隙,由此证明了扶手椅型SWNTs可以由金属型转变为半导体型的规律.

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材料科学与工程

油酸钠为稳定剂合成CdS（CdSe）纳米粒子及表征

陈延明;聂晓波;李凤红;马启朋

2013, 35(4): 395-399. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.07

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针对CdS（CdSe）等半导体纳米粒子制备过程中使用的有机溶剂难回收、成本高、难以实现工业化等问题，以油酸钠为稳定剂，乙醇为溶剂，乙酸镉和硫脲（或硒氢化钠）为前驱物，制备了CdS和CdSe纳米粒子.采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、广角x射线衍射和透射电子显微分析等方法，对CdS和CdSe纳米粒子的光学性质、晶体结构、形貌及尺寸等进行了表征.结果表明，当以油酸钠为稳定剂，乙醇为溶剂时，通过控制一定的前驱物浓度、反应温度和反应时间，在温和的反应条件下，可以得到尺寸分布均匀的CdS和CdSe纳米粒子，从而为在环境友好条件下合成CdS和CdSe半导体纳米粒子提供了一种新途径.

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材料科学与工程

900℃加热后热喷涂FeCrAl/AlSi复合涂层组织变化

张忠礼;沈威威;杨国强;谢天男

2013, 35(4): 400-406. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.08

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为开发一种经济可靠的高温防护涂层，采用电弧喷涂方法在低碳钢表面制备FeCrAl/AlSi复合涂层，并对复合涂层试件进行900℃温度下的2400h加热，以考察其高温氧化表现和微观组织变化.实验结果表明：复合涂层中抗氧化元素的相互配合很好地保护了基体金属.900℃加热3h，防护涂层表面以及内部的氧化物以Al2O3为主，涂层/基体界面两侧形成Cr元素的扩散带.经过2400h加热后，复合涂层外表面氧化物层增厚，涂层/基体界面原位生成铬的氧化物，界面基体金属一侧存在约200μm宽的Cr元素扩散带.

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材料科学与工程

三辊轧制镁合金薄壁管成形工艺及微观组织

李强;张超逸;花福安;于宝义

2013, 35(4): 407-413. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.09

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为了制备高质量的镁合金薄壁管材,利用三辊轧管机研究了冷轧镁合金薄壁细管的成形工艺.分析了轧制时管材易出现开裂的原因,发现其与变形量和中间退火工艺有关.结果表明,当主变形的当量变形ε_H& lt; 0.2时,可以得到质量和性能都符合要求的管材; 当主变形的当量变形ε_H& gt; 0.3时,管材表面成形性较差,且易出现表面裂纹.退火温度为300 ℃,保温时间为90 min,然后再进行空冷的中间退火工艺可以实现晶粒细化,得到的平均晶粒尺寸约为9.8 μm,从而提高了管材进行进一步轧制的变形能力.

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材料科学与工程

低温时效对AZ81-4%Gd镁合金组织和性能的影响

郭全英;孙晶;毛萍莉;刘正

2013, 35(4): 414-418. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.10

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为了研究低温时效对AZ81-4%Gd镁合金组织和性能的影响,对经过固溶处理后的该合金在150 ℃下进行不同时间的时效处理,采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及硬度测试等技术,分析了经过不同时间时效后合金的显微组织和力学性能,并用金属学理论分析了合金组织和性能变化的原因.结果表明,合金在低温时效时,β-Mg₁₇Al₁₂相以连续和非连续两种方式析出,两种β-Mg₁₇Al₁₂相形貌不同.分析认为,β相的析出方式及形貌与其形核长大机理有关.在实验范围内,合金硬度随着时效时间的延长而逐渐增大.

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信息科学与工程

基于粒子群优化的同步定位与地图构建

曲丽萍;王宏健;曲永印

2013, 35(4): 419-425. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.11

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针对基本FastSLAM算法的样本枯竭、估计精度下降等问题，提出了一种基于多样性启发因子的粒子群优化FastSLAM算法.利用粒子群搜索寻优重新分配粒子，使粒子的表示更加接近于真实的后验概率分布，并且采用粒子集多样性测度作为启发因子，引导粒子优化搜索过程，确保群体多样性水平最优，减轻粒子退化现象，驱动粒子集向后验概率较高的区域运动.对所提出的算法进行了仿真实验，验证了算法的可行性和有效性.仿真结果表明，该算法能够改进样本枯竭问题，并能够获得较高的定位精度、地图构建精度及较好的滤波估计稳定性.

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信息科学与工程

基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合

李英顺;王德彪;丁伟祥;邹翔;徐长青

2013, 35(4): 426-431. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.12

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针对无线传感器网络节点能量有限并且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题，提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法.该算法将均匀分布或非均匀的整个网络中的节点分成多个簇，并根据节点的位置、分布密度和剩余能量等信息选择传输数据的方式，从而形成传输数据的最短路径.根据集中式TDMA（时分多址）调度模型并运用基于微粒群的Pareto优化方法，使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优.仿真结果表明，该算法不但可以最大化网络的生存时间，还可以有效地降低数据融合时间，减少网络延时.

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信息科学与工程

改进归一化方法对ECT重建图像质量的影响

郭志恒;邵富群

2013, 35(4): 432-437. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.13

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为了提高电容层析成像（ECT）系统重建图像的质量，提出一种改进的电容测量值归一化方法.在典型流型分布下，对使用不同归一化方法情况下的正则化迭代算法和Landweber迭代算法的重建结果进行比较，分析了不同归一化方法对这两种常用迭代算法重建图像质量的影响.实验结果表明：对于三种典型流型的多数相含率分布情况，采用改进的归一化方法能够减小系统线性近似求解的偏差，提高两种迭代重建算法的重建图像质量.

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信息科学与工程

基于哈希表结构和图像分割的快速图像标注

兰远东;邓辉舫;陈涛

2013, 35(4): 438-444. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.14

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为了快速、准确地标注大型图像数据集中的图片,提出了一种利用图像分割和基于kNN(k-nearest neighbor)图的半监督学习来标注图像的算法.该算法先将图像分割为若干个局部区域,使用局部敏感的哈希表来构建图像局部区域的kNN图,并基于图像局部区域的kNN图来构建原始图像的kNN图,利用基于图的半监督标签传递算法来标注未标注的图像.在具有269 648张图像的大型图像数据集NUS-WIDE和具有5 000张图像的Corel数据集上的实验结果表明,该算法能获得较快的标注速度和标注精度.

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信息科学与工程

基于相对湿度的棉花回潮率在线检测

张成梁;冯显英;杨丙生;李蕾

2013, 35(4): 445-450. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.15

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为了解决棉花加工过程中回潮率的在线检测问题，提出了一种基于相对湿度的棉花回潮率在线检测方法.硬件设计采用HIH3610湿度传感器和DS2438温度电压检测器，得到了采样探头气窗内的空气温度和相对湿度.利用BP神经网络建立了温度、相对湿度与棉花回潮率的关系模型.结果表明，随着相对湿度的升高，棉花的平衡回潮率显著增大，随着温度的升高，平衡回潮率逐渐减少；湿度达到平衡的时间约为10s；采样延时对一个棉包产生的不良率为4.65%；BP模型的回潮率最大绝对误差小于0.2%.所得结论表明，基于相对湿度的棉花回潮率检测方法满足棉花加工行业对回潮率控制精度和实时性的要求.

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控制工程

不确定仿射非线性奇异系统的鲁棒稳定性

王文涛;郭曼

2013, 35(4): 451-455. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.16

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为保证一类仿射非线性奇异系统的运行品质，需要对系统的鲁棒性进行控制.描述了系统的不确定性，将非线性系统鲁棒稳定性分析方法推广到此类系统，提出了不确定非线性奇异系统鲁棒稳定性的概念，并给出了分析方法.利用系统的向量相对阶和标准型，分析了系统的鲁棒稳定化问题.论证结果表明，在其系统和不确定性满足某些匹配条件时，可构造反馈控制律，使其闭环系统获得鲁棒稳定性，并能获得系统鲁棒稳定化的反馈控制律设计方法.

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控制工程

船舶航向反步自适应控制

孙宏放;彭秀艳;王金朋;王禹

2013, 35(4): 456-460. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.17

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针对反步控制算法控制参数多、难整定的问题，经过理论分析提出基于期望指标的二阶系统参数整定方法.将系统变换为二阶系统形式，在选取闭环系统的自然频率、阻尼、闭环系统调节时间与超调量后，确定系统闭环极点，由极点整定了两个关键控制参数，积分增益取值参考PID控制器中积分时间参数的方法整定.在海浪干扰和船舶模型参数出现很大摄动的情况下，对所设计控制器进行了仿真试验，结果表明，所设计的控制器具有很好的鲁棒性，提出的整定控制器参数方法是可行的.

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建筑工程

木柱单面及相邻两面受火后的剩余承载力试验

张晋;许清风;商景祥

2013, 35(4): 461-468. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.18

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为研究我国常用树种木构件的抗火性能,采用水平燃烧炉并依据ISO834标准火灾温度曲线进行了5组共32根木柱单面或相邻两面受火的火灾试验,以及试件受火后的剩余受压承载力试验.结果表明,木柱有效面积因受火炭化而减小,相邻受火面之间呈圆弧状连接,边角棱角不再存在,靠近炭化层的高温分解层木材强度明显劣化; 表面无防火措施木柱的平均炭化速度为1.1 mm/min,石膏抹面和防火涂料能有效延缓木构件开始炭化的时间,且防火涂料防火效果更为显著; 受火木柱受压破坏时四侧面中心竖向应变有一定差异,偏压特征比较明显; 极限承载力、极限位移和刚度随着受火时间增加而减小; 截面较大柱的剩余承载力下降程度明显小于截面较小柱.

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建筑工程

基于静态离散小波变换的地震动时程调整

白泉;付亮华;鲍文博;金生吉

2013, 35(4): 469-474. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.19

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针对谐波叠加法模拟地震动时程时含有较多人为因素干扰以及模拟的时程不具有频率非平稳特性的问题,提出了一种基于静态离散小波变换的地震动时程调整方法.利用静态离散小波变换,将地震动时程历史记录分解到不同的频带上,通过不同频带的目标反应谱与地震动历史时程计算的反应谱在该频带上的对比,对各尺度的小波系数进行迭代修正,重构得到新的地震动时程记录.通过编制程序并进行算例验证,结果表明:该方法正确可行,调整得到的地震动时程既与给定目标谱一致,又较好地保留了原有特征.

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建筑工程

基于双参数地基梁的框支密肋复合墙梁受力分析

夏雷;袁泉;孙静;庞乃勇

2013, 35(4): 475-480. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2013.04.20

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为了研究框支密肋复合墙梁的受力性能，应用弹性地基梁理论，将上部密肋复合墙体简化为考虑剪切作用影响的Pasternak双参数弹性地基，托梁视为倒置于弹性地基上的有限长梁，借鉴Vlasov模型推导了考虑材料性能差异的等效地基参数，进而建立了托梁的挠曲变形控制微分方程；采用传递矩阵法求解了墙梁界面的竖向应力分布及托梁内力，并与有限元分析结果进行了对比，二者吻合较好.结果表明，基于双参数弹性地基上的梁模型能够较好地反映框支密肋复合墙梁的受力性能.

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