沈阳工业大学学报

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电气工程

基于RBF神经滑模的XY平台迭代交叉耦合控制

王丽梅;左莹莹

2014, 36(1): 1-6. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.01

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永磁同步直线电机（PMLSM）直接驱动XY平台的轮廓加工精度会受负载扰动、双轴参数不匹配以及周期性轮廓误差的影响.针对这一问题，采用RBF神经滑模与迭代交叉耦合控制相结合的方式对两轴运动进行协调控制.设计RBF神经滑模控制器用以削弱负载扰动对加工系统的影响.采用实时轮廓误差法估算出轮廓误差模型，并且将轮廓误差作为控制器的输入，设计迭代交叉耦合控制器用以削弱双轴参数不匹配和周期性轮廓误差对加工性能的影响，实现跟踪误差与轮廓误差的同时减小.仿真结果表明，所设计控制系统具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度.

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电气工程

直线电机悬浮平台的μ-Η_∞鲁棒控制

孙宜标;毛爽;夏加宽

2014, 36(1): 7-12. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.02

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针对直线电机悬浮平台系统采用直接驱动方式易受参数变化、负载扰动、端部效应和齿槽效应等不确定性因素影响的问题,在系统模型反馈线性化的基础上,结合鲁棒控制器的设计方法和μ综合D-K迭代法,分别对悬浮平台系统的水平方向和竖直方向设计μ-Η_∞速度控制器.与速度控制器相比,该控制器具有更好的鲁棒性和快速性.仿真结果表明,采用了μ-Η_∞控制策略的系统对不确定性因素的影响有很好的抑制能力,实现了悬浮平台系统对定位精度、快速性和鲁棒性的要求.

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电气工程

基于迭代PCA的油田传感器故障检测与隔离

王通;翟瑀佳;刘春芳;刘景凯

2014, 36(1): 13-17. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.03

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针对油田采油现场采集的传感器数据本身存在不规律动态特性，使得传统的主元分析（PCA）故障检测方法在实际应用中准确度较低、容易出现误报的问题，采用一种迭代PCA模型方法，即累积数据达到一定长度之后对PCA模型进行迭代更新，可以有效地减小误报的发生.检测出故障后，利用故障数据和残差向量的映射向量定义一个传感器故障指数，可以实现故障隔离.仿真实验表明，与传统的PCA方法相比，本文所采用的更新PCA模型的迭代方法能更好地适用于数据具有动态特性的油田传感器故障检测；通过对传感器故障指数的计算可以准确地实现故障隔离.实验表明，本文用的传感器故障检测与隔离方法可以很好地应用在实际系统中.

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材料科学与工程

轧制对AZ31/AZ91焊接接头组织及扩散的影响

杨林;杨琳;苏允海;高菁;刘正

2014, 36(1): 18-22. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.04

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为了理解异种镁合金焊接接头显微组织的变化规律,采用TIG焊接方法制备了AZ31/AZ91焊接接头,研究了轧制变形及热处理对AZ31/AZ91焊接接头显微组织及扩散系数的影响.结果表明,随着轧制变形量的增加,AZ31/AZ91熔合区的晶粒细化程度增大,但在随后的420 ℃×8 h固溶处理过程中,由于再结晶充分,因此晶粒逐渐变大.在420 ℃×2 h固溶处理过程中,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而增大; 在420 ℃×8 h固溶处理条件下,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而减小.相同轧制变形量下,Al的扩散系数随着保温时间的增加而减小.

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材料科学与工程

终烧温度对陶瓷型芯性能的作用

滕瑞;李金国;刘纪德;刘波;蒲胜利;张军

2014, 36(1): 23-27. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.05

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为了阐明终烧温度与陶瓷型芯性能的关系，利用高温抗折试验机和原位观测手段，研究了不同终烧温度下陶瓷型芯性能的变化.结果表明，对于非定向陶瓷型芯而言，随着终烧温度的提高，室温抗折强度保持稳定，在1150℃条件下陶瓷型芯的高温抗折强度最高，且其变形抗力逐渐提高；而对于定向陶瓷型芯而言，随着终烧温度的提高，室温抗折强度和高温抗折强度均逐渐降低，且其变形抗力变化不大.根据上述实验结果，非定向陶瓷型芯的终烧温度确定为1150℃，而定向陶瓷型芯的终烧温度确定为1120℃.

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材料科学与工程

DD26镍基单晶高温合金的高温持久性能各向异性

申健;卢玉章;郑伟;张少华;李德元

2014, 36(1): 28-33. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.06

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为了研究取向对DD26镍基单晶高温合金持久性能的影响,对实验合金进行了高温蠕变测试.结果表明,持久寿命随取向变化逐渐降低的顺序为:［1^-11］& gt; 靠近［001］-［1^-11］边界& gt; 靠近［001］& gt; ［001］-［011］边界& gt; ［011］.靠近［1^-11］取向的试样,由于具有较小的Schmid因子,位错不易开动,所以持久寿命最长.而靠近［001］取向的试样具有较大的Schmid因子,致使可以开动的滑移系最多,所以伸长率最大.靠近［001］-［011］边界和［011］取向的试样在蠕变过程中取向会向［001］-［1^-11］边界旋转,并且较大的旋转造成这些取向的试样具有较短的持久寿命

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材料科学与工程

丁腈橡胶在变压器油中产生甲烷的机理及消除方法

胡方;汤丽文;张松;邱克强;张元;苗玉华

2014, 36(1): 34-38. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.07

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丁腈橡胶在浸油变压器中存在甲烷产气现象,为此,模拟丁腈橡胶在浸油变压器中的工作环境,对丁腈橡胶进行不同时间的热油老化试验,研究甲烷的形成机理.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外转换光谱(FTIR)和气相色谱(GC)等测试方法研究了丁腈橡胶在变压器油中热油老化后组织形貌的变化、产气情况以及分子链结构.结果表明,经热油老化后丁腈橡胶的组织结构受到严重破坏,甲烷形成的原因主要来自于丁腈橡胶中添加的一种防老化剂RD(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉的均聚物),其分子结构中的甲基容易在热油老化过程中脱落并与油中的氢自由基反应形成甲烷; 停止RD的使用能够有效控制丁腈橡胶中甲烷气体的产生.

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材料科学与工程

载体材料表面性质对定形相变材料相变行为的影响

王崇云;李国玲;王维;杨华哲;冯利利;田文怀;李星国

2014, 36(1): 39-44. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.08

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为了研究载体材料与相变材料的界面相互作用机制,以聚乙二醇(PEG)为相变材料、分子筛MCM-48和有序介孔碳CMK-5为载体材料,采用物理共混的方法制备PEG/MCM-48和PEG/CMK-5两类定形相变材料.利用氮气吸附、TEM、FT-IR、XRD和DSC等表征技术,研究定形相变材料中载体材料的表面性质对相变材料PEG的定形能力、结晶度、相变行为的影响规律.研究结果表明,CMK-5和MCM-48具有相似的有序介孔结构,但是其化学组成不同; CMK-5与PEG的界面相互作用力弱于MCM-48与PEG的界面相互作用力.因此,PEG在CMK-5中的结晶度和相变焓均大于其在MCM-48中的结晶度和相变焓.

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材料科学与工程

基于惩罚项的热连轧轧制规程多目标函数优化

彭文;陈树宗;丁敬国;张殿华

2014, 36(1): 45-50. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.09

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为了解决传统热连轧负荷分配优化普遍采用约束方法进行求解时求解步骤繁琐、不容易获得最优解的问题，提出了一种惩罚函数算法.通过引入函数惩罚项，将多目标函数约束求解问题转化为无约束求解问题.建立了带有惩罚项的轧制力、板形、功率和温度的单目标函数，进而采用线性加权求和法建立了综合多目标函数.利用Nelder和Mead单纯形解法则进行求解，简化了求解的步骤，最终得到了兼顾轧制力平衡、板形最优及温度合理的负荷分配方案.实际应用效果表明，与传统负荷分配方式相比，基于多目标优化得到的轧制规程更符合实际生产要求，具有良好的应用前景.

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机械工程

TBM滚刀回转破岩性能数值分析

刘建琴;张斌;郭伟;王磊

2014, 36(1): 51-56. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.10

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针对隧道掘进机（tunnel boring machine，TBM）刀盘设计过程中盘形滚刀布局的刀间距和贯入度问题，综合岩石力学、弹塑性力学和断裂力学，并运用有限元方法建立了TBM刀盘滚刀的动态破岩三维模型.通过与线切割实验对比验证了模型的正确性和有效性，并在此基础上分析了滚刀的回转破岩，得到刀间距和贯入度对滚刀切削力及比能的影响规律.结果表明：随着刀间距的增加，滚刀所受法向力将会逐渐增大，而其切向力基本保持不变，比能增加先减小后变大，在刀间距为60mm附近取得最小值；法向力和切向力随着贯入度的增加而增大，比能随着贯入度增加而减小.

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机械工程

混合遗传算法求解包含柔性工艺的作业车间调度问题

马雪丽;曹德弼;刘晓冰;刘巍巍

2014, 36(1): 51-65. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.11

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针对离散制造企业中通常采用柔性工艺设计这一类新的作业车间调度问题，对传统的柔性作业车间调度问题进行了扩展，建立了包含柔性工艺的作业车间调度问题的数学模型.针对问题中在作业调度同时进行柔性工艺选择的特点，设计了改进的遗传算法染色体编码方式和遗传算子，在此基础上，结合变邻域搜索算法，设计了4种不同的邻域结构以产生邻域解，从而提高遗传算法的邻域搜索性能.最后以某轴承公司的实际调度数据为实例，将该算法进行实例测试，并与其他现有的方法相比较，验证了所设计算法的有效性.

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信息科学与工程

基于组合导航技术的管道地理坐标定位算法

杨理践;沈博;高松巍

2014, 36(1): 66-71. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.12

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针对长输管道地理坐标定位问题，提出了一种基于组合导航技术并应用管道磁标处地理信息进行分段修正的管道地理坐标定位算法.该算法基于惯导/里程仪组合导航的基本原理，应用误差模型对航迹误差进行修正.通过研究陀螺仪和里程仪的误差特性，建立了陀螺仪和里程仪的误差模型，针对低精度加速度计应用于惯性导航系统时存在速度和航迹解算误差较大的问题，提出了应用加速度信息对里程仪速度进行修正的速度解算方法.实验结果表明，算法解算所得位置误差为0.16%，可为长输管道提供三维地理坐标定位信息.

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信息科学与工程

有效的浮点运算消除技术与椭圆的快速生成

牛连强;陈欣;宋超;李兆明

2014, 36(1): 72-78. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.13

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为了改善椭圆基本生成算法的效率和消除算法中存在的错误边界像素问题，提出了一种浮点数消除技术和标准椭圆的生成算法.与现存算法采用中间量进行浮点数先期消除方法不同，该算法直接利用曲线上相邻两点所满足的表达式的差值构造包含残差的递推关系，再通过最近准则和1/2处的残差将其转换为整数形式的决策参数.分析和实验结果表明，该算法消除了递推关系中每步迭代时的常数项，比目前普遍采用的中点椭圆算法具有更高的效率，且有着与中点法一致的简单性.该算法不会产生特殊情况的错误边界像素，由于残差与亮度具有对应关系，可以实现整数形式的反走样绘制.

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信息科学与工程

基于自适应性窗口的分段线性表示算法

钟慧玲;章梦;黄维;景楠;万艳春

2014, 36(1): 79-85. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.14

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为了降低基于固定窗口进行分段线性表示的拟合误差，通过分析抽象出时间序列数据中存在的6种不同数据变化模式，以此设计自适应性窗口装载不同模式数据并求解分段点，从而形成了基于自适应窗口的分段线性表示算法（AWPLR算法）.基于真实GPS浮动车数据及通用实验数据的结果表明，AWPLR算法能够通过调整波动阈值r控制压缩率和拟合误差，且在相同压缩率的情况下，AWPLR算法比SEEP算法平均降低约24%~27%的拟合误差.

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建筑工程

列车-曲线桥梁系统耦合振动分析

宋郁民;吴定俊;李奇

2014, 36(1): 86-92. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.15

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为进一步研究列车-曲线桥梁系统耦合振动特性,基于车辆-桥梁/轨道系统动力相互作用分析理论,采用模态叠加法建立列车-曲线桥梁系统的空间耦合振动方程.沿轨道中心线建立移动坐标系,借助坐标转换,确定列车通过曲线桥梁时的几何位置关系; 考虑列车曲线运动特点,基于赫兹弹性接触理论和卡尔克(Kalker)蠕滑理论,解决列车曲线运动时的轮轨接触耦合关系,并对广义力向量进行修正; 采用龙格库塔积分法求解列车-曲线桥梁的动力响应.依据以上理论,研究了曲率半径、曲线超高以及车速对列车-曲线桥梁耦合振动响应的影响规律.分析结果表明:桥梁和列车的振动响应随车速的增大而增大,随着曲线半径的增大而减小.桥梁的振动响应不随曲线超高的增大而变化,列车的振动响应在平衡超高和过超高时较小.

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建筑工程

将台花园钢结构网壳焊接节点承载性能试验

袁焕鑫;王元清;施刚;石永久;卢凯;贺小平

2014, 36(1): 93-99. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.16

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将台花园网壳屋面系统采用了全焊接的钢结构节点，节点的六肢在空间交汇，几何形状不规则，为了检验节点的承载性能和安全储备，需要开展专门的加载试验研究.通过在矩形反力架上固定节点试件的三肢，对其余三肢进行轴向加载，控制轴向荷载的偏心实现设计荷载中的主弯矩施加，一共针对四个节点进行了试验研究.试验结果表明，节点可以安全承受设计荷载作用，且具有较大的安全储备.利用ANSYS建立考虑材料与几何非线性特性的有限元模型，对试验加载过程进行全过程模拟.有限元分析结果与试验数据吻合良好，验证了有限元模型的可靠性.加载试验研究可以较好地检验该类空间相贯节点的承载性能，所采用的研究方法能够为同类节点的设计与应用提供参考.

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建筑工程

基于安全监测信息的岩石高边坡稳定性评价

赵博;徐卫亚;张冬梅;梁桂兰

2014, 36(1): 100-105. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.17

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监测数据是所有因素综合作用的结果，从中挖掘出隐含的规律特点，全面准确地评价出边坡的稳定状态，是目前高边坡研究的热点和难点.为此，采用改进的物元可拓理论，将研究对象、评价指标和指标量值融为一体，依据长期的监测资料，建立锦屏一级水电站左岸边坡的多层次多指标安全评价模型.综合考虑评价因素间的矛盾，定性与定量的共存、划分界线模糊等问题，层层递进由局部区域到整体详细分析.研究结果表明，大块体处于稳定状态，最大限度地利用了安全监测资料，有效地解决了复杂高边坡的多属性、不相容、定性与定量综合评价问题，全面细致地刻化了稳定状态，实现了从静态到长期的动态化分析，并为类似工程提供了借鉴.

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建筑工程

松散堆积体围岩隧道施工方案对比分析

肖建章;戴福初;闵弘;许冲;涂新斌;王小东

2014, 36(1): 106-113. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.18

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在某高速公路大型堆积体围岩隧道施工中出现了拱顶塌方、超前支护砸毁、二衬开裂现象，致使施工方案多次变更，为此，采用大型室内饱和固结排水剪试验获得堆积体力学参数，结合现场监测和设计方案，利用三维数值模拟方法模拟了上下台阶法、三台阶分步开挖法及单侧壁导坑法等方案施工过程，对各方案进行了对比分析.结果表明，单侧壁导坑施工方案能有效减小拱顶位移和塑性区的发展，二衬受力也相对合理，因此较适合松散堆积体围岩隧道.分析结果可为同类型松散堆积体围岩隧道施工和方案设计提供参考.

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建筑工程

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

王毅;林皋;胡志强

2014, 36(1): 114-120. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2014.01.19

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为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解，在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散，推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件，详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明，所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量，此外，库水特性（包括库水的可压缩性和库底的吸收作用）对坝面动水压力的影响较大，同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.

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