沈阳工业大学学报

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电气工程

单电磁悬浮系统的神经网络模糊滑模控制

刘春芳;胡雨薇

2016, 38(1): 1-6. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.01

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为实现单电磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制，提出一种基于神经网络的模糊滑模控制方案.根据单电磁悬浮系统的动态非线性数学模型，设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面，同时根据滑模切换状态，通过引入神经网络的模糊控制方法对滑模切换控制量的增益进行评估，实时对滑模控制量进行调整，实现切换控制信号的柔化.基于神经网络的模糊滑模控制系统不仅能很好地跟踪给定信号，而且能削弱滑模控制抖振，对外部扰动具有完全的鲁棒性.仿真结果表明，所设计的控制系统零超调，具有速度跟踪性能，对外部扰动具有很强的鲁棒性.

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电气工程

永磁直线同步电机自适应PD型迭代学习控制

赵希梅;马志军;朱国昕

2016, 38(1): 7-12. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.02

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针对永磁直线同步电机伺服系统易受摩擦力、端部效应和测量扰动等不确定因素影响的问题，提出一种自适应PD型迭代学习控制方法.该控制方法根据误差的大小在线智能地调整学习增益，从而抑制扰动，并在控制器的微分系数上引入指数学习增益，实现收敛速度与跟踪精度之间的折衷；从理论上证明了自适应PD型ILC的收敛性，分析了该控制算法的优越性.结果表明，与传统PD型ILC相比，自适应PD型ILC具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性，大大地减小了跟踪误差.

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材料科学与工程

新型CO₂硬化动物胶粘结剂改性工艺的优化

李英民;王天舒;任玉艳;刘伟华

2016, 38(1): 13-17. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.03

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针对动物胶粘结剂砂型强度低、易于溃散的问题,通过碱解、改性处理得到了一种新型动物胶粘结剂,并采用吹CO₂气体的方式将其硬化.选择并优化动物胶粘结剂的碱解工艺,引入活性基团对动物胶粘结剂进行酯化反应和接枝共聚改性,从而进一步提高其粘结强度,并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,动物胶粘结剂的最佳质量配比为丙烯酸∶过硫酸铵∶葡萄糖∶动物胶=30∶3∶15∶100.当改性温度为75 ℃、改性时间为90 min时,型砂的抗压强度可以达到2.75 MPa,满足快速制芯生产的要求.

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材料科学与工程

40NiCrMo7钢表面锰系磷化膜的制备及耐蚀性

张松;陈雪婷;关锰;谭俊哲;林斌

2016, 38(1): 18-23. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.04

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为了满足紧固件在工业中的实际应用,采用不同磷化工艺于40NiCrMo7钢表面制备了锰系磷化膜,并作为紧固件的表面腐蚀防护层.运用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、盐雾腐蚀试验机与电化学测试系统对磷化膜的结晶组织、相结构及耐蚀性进行了研究.结果表明,磷化膜的主要相结构为MnHPO₄·2.25H₂O; 在工艺Ⅱ条件下,锰系磷化膜组织均匀致密,且覆盖完整; 磷化膜的腐蚀速率为0.018 mm/a,同时腐蚀防护率高达97.20%; 经240 h盐雾腐蚀试验后,磷化膜在工艺Ⅱ条件下的腐蚀面积仅为1%.

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材料科学与工程

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg₂Si相的变质作用

邱克强;热焱;宋欣颖;杨成亮;任英磊;李荣德

2016, 38(1): 24-29. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.05

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为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg₂Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg₂Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-xSr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg₂Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg₂Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg₂Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg₂Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg₂Si起到变质作用.

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材料科学与工程

三层软磁镍超晶格薄膜的共振频率

邱荣科;郭非非;刘忠菊

2016, 38(1): 30-35. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.06

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为了提高磁性薄膜的共振频率，采用量子格林函数方法研究了具有反铁磁性和铁磁性层间交换耦合的三层软磁镍超晶格薄膜的共振频率，并分析了各向异性、层间交换耦合、外磁场和温度对三层软磁镍超晶格薄膜共振频率的影响.结果表明，共振频率随约化温度的升高而减小；各向异性只能影响对应子层的共振频率，且各向异性越大，共振频率越高；层间交换耦合只能影响与其连接的子层的共振频率，且层间交换耦合越大，共振频率越高；当约化温度升高时，各向异性和层间交换耦合对共振频率的影响程度减小.

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材料科学与工程

硅烷膜固化方式对AZ91镁合金耐蚀性的影响

朱阮利;魏博;胡小涛;陈之行;聂东旭

2016, 38(1): 36-41. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.07

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为了改善AZ91镁合金的耐蚀性，采用包括加热固化、碱液固化和微电水固化在内的3种不同固化方式制备了硅烷膜，并对其耐蚀性进行了研究.采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样的腐蚀形貌，并采用极化曲线分析了硅烷膜的耐蚀性.结果表明，经硅烷化处理后，AZ91镁合金表面可以形成一层硅烷膜，且很好地抑制了镁合金的腐蚀；对比3种不同固化方式后发现，碱液固化效果最佳，其次是加热固化，微电水固化效果虽不及前两者，但也有较好的效果.

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材料科学与工程

稀土Gd对Mg-5Al系镁合金显微组织与疲劳性能的影响

张志鹏;吴伟;代丽;陈立佳

2016, 38(1): 42-48. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.08

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为了确定稀土元素Gd和时效处理对Mg-5Al系压铸镁合金显微组织及疲劳性能的影响,通过低周疲劳实验对压铸态和时效态Mg-5Al-xGd镁合金的显微组织和疲劳性能进行了表征.结果表明,提高压铸态和时效态Mg-5Al-xGd镁合金中Gd的含量,可使镁合金的显微组织得到细化.在总应变幅控制的低周疲劳加载条件下,压铸态和时效态Mg-5Al-xGd镁合金均呈现出循环硬化和循环稳定特征,时效处理可以提高Mg-5Al-xGd压铸镁合金的循环变形抗力.对于压铸态镁合金而言,Gd含量为1%时镁合金的循环变形抗力高于Gd含量为2%和3%的镁合金,而对于时效态镁合金而言,Gd含量为1%和2%时镁合金的循环变形抗力均高于Gd含量为3%的镁合金.

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机械工程

考虑过程阻尼的圆弧刃铣削淬硬钢极限切深

郑敏利;马卉;杨琳;陈金国;吴迪

2016, 38(1): 49-56. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.09

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为了研究圆弧刃铣刀动态铣削过程中的过程阻尼情况，通过分析刀具结构的几何参数和工艺参数，对现有的模型进行整合优化，建立了圆弧刃铣刀过程阻尼的动态铣削数学模型.基于改进的数学模型，计算出后刀面侵入体积，并进行大量切削稳定极限实验，得到了高速下的极限切深.同时，应用Matlab和ANSYS软件解算得到铣削模态方程的过程阻尼系数，结合能量平衡方程，给出了淬硬钢耕犁力系数，进而预测极限切深.仿真结果表明，刀具后角和刃口半径对过程阻尼影响显著，预测极限切深与实验结果一致.

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机械工程

动力总成悬置系统优化与减振分析

陈克;李晓政;周霜霜

2016, 38(1): 57-62. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.10

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为了解决汽车动力总成悬置系统隔振问题，建立了某型号动力总成悬置系统的仿真模型.针对悬置系统无阻尼和有阻尼的情况，对支反力进行了对比分析；选取四个橡胶悬置的12个主方向刚度为设计变量，以动力总成悬置系统在各阶固有频率主振方向上的能量解耦程度为目标函数，利用Adams/Insight模块对动力总成悬置系统进行优化，结果显示优化后的悬置系统支反力明显降低，减小了动力总成振动的传递，解耦程度有了明显的提高，通过优化悬置系统的减振效果有了很大的改善.

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信息科学与工程

基于Gabor特征融合与LBP直方图的人脸表情特征提取方法

牛连强;赵子天;张胜男

2016, 38(1): 63-68. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.11

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针对Gabor特征全局表征能力弱以及特征数据维数存在冗余的问题，提出了一种采用Gabor多方向特征融合与分块直方图相结合的方法以有效提取表情特征.通过对不同表情的重要特征部位进行细化，采用Gabor滤波器有针对性地提取相关区域的多尺度和多方向特征，并对同尺度的特征进行融合，利用各区域内融合特征的直方图分布来表征图像.该方法可以提高特征提取的准确性，有效突出重要特征的辨识作用，大幅度降低特征的维数，在JAFFE表情库可以达到100%的识别率.

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信息科学与工程

具有不确定数据的XML数据编码设计

姜岩;李欣;金鑫

2016, 38(1): 69-73. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.12

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为了解决模糊数据对XML文档中各元素造成的内容和结构上的改变，使得XML数据模型中的不确定信息能够被有效地管理，提出了一种基于前缀编码的四元组编码方案.在语法分析器XML Schema中，根据模糊数据的特征，利用增加的元素对XML文档中的模糊元素进行约束，进而为每一个元素建立一个四元组，其参数由文档号、遍历序号、元素模糊性及组内标志符构成.通过大量的实验对比分析，验证了该编码方案的有效性，其更适用于具有较低XML树高度的XML文档.

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信息科学与工程

基于局部扫描的实时反馈纳米操作系统

侯静;袁帅;许可;李孟歆;吴成东

2016, 38(1): 74-79. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.13

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由于压电陶瓷机构的非线性及系统温度漂移等因素使AFM探针难以精确定位到被操作物体，从而导致跳针或滑落现象，阻碍了AFM纳米操作的发展.为了解决该问题，提出了基于局部扫描的实时反馈纳米操作系统.系统以样品表面的纳米颗粒作为路标并对其进行持续观测，解决了系统温漂引起的探针定位误差问题，提高了探针的定位精度；在纳米操作过程中采用局部扫描策略，通过对操作后的结果进行快速扫描，实现了实时反馈纳米操作系统.实验结果验证了该纳米操作实时反馈系统在大温漂条件下操作的有效性.

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信息科学与工程

穿墙雷达图像CS编码算法设计

任建;许会;李邦宇

2016, 38(1): 80-85. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.14

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针对TWR雷达图像由于检测信号的频率较高、带宽较大使得图像信息量增大，导致在传输和实时成像方面存在困难的问题，提出了采用压缩感知（CS）为雷达图像的编码提供欠采样压缩的新方法.设计了基于解凸优化的范数等效算法和基于正交匹配追踪（OMP）算法的TWR图像编码方法，构造了部分哈达玛观测阵和高斯随机测量观测阵.实验结果表明，本文算法对雷达图像的欠采样率可达0.5469，能够实现失真最小和速度最快地对墙内目标进行有效检测.

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信息科学与工程

BP网络算法在平面运动测量误差补偿中的应用

哈乐;房立金

2016, 38(1): 86-90. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.15

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在航天对接试验平台开发项目中，针对平面运动物体非接触高精度测量的难点，提出一种针对物体三自由度平面运动的创新性测量方法.利用激光测距传感器的并联组合，实现对物体位置和姿态的非接触式测量.以传感器测量值为输入样本，运用BP神经网络算法建立误差模型，通过调整权值因子使建立的网络模型能够拟合出测量误差，从而修正测量的数学模型.基于BP神经网络的误差补偿方法对平面运动物体测量误差的补偿具有明显的效果，能够满足位姿测量的精度要求.

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建筑工程

基于FLAC^3D的深基坑开挖与支护数值模拟应用

徐凌;陈格际;刘帅

2016, 38(1): 91-96. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.16

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针对内撑式排桩深基坑支护开挖过程中地表和围护结构变形的安全性问题,为基坑工程设计与计算提供参考依据,运用FLAC^3D软件对营口市某深基坑工程采用内撑式排桩支护进行了开挖模拟,结合理正软件设计计算值和现场实际监测值进行对比分析.结果表明,FLAC^3D数值模拟得到的地表和围护结构最大位移值分别为22、25 mm,而理正软件得到的最大位移值分别为22、20 mm,现场实际监测地表和围护结构最大位移值为26和30 mm,在深基坑工程开挖与支护过程中,FLAC^3D不仅能够较好地模拟不同工况下的地表沉降和围护结构的水平位移,而且模拟围护结构水平位移效果更好.

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建筑工程

钢筋混凝土梁塑性损伤模型的数值模拟

杨璐;石旭武

2016, 38(1): 97-101. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.17

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为了对钢筋混凝土适筋梁和钢筋混凝土超筋梁的破坏过程进行数值模拟，利用ABAQUS软件的后处理程序分别绘出两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线，并针对两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线分析简支梁的不同破坏形式，求出两种梁的极限弯矩和受剪承载力，与按照现行混凝土结构设计规范计算的理论结果进行比较.试验结果表明，模拟结果与理论结果比较接近，且符合钢筋混凝土简支梁破坏的基本规律，采用的分析模型是正确的，对该结构采用有限元分析的方法是有效的.

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建筑工程

钢管混凝土剪力墙钢板耗能键的参数设计

王海军;吕丛丛;魏华

2016, 38(1): 102-108. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.18

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为了分析钢板耗能键的厚度、布置间距和跨高比对钢管混凝土剪力墙的影响，通过采用ABAQUS有限元分析软件，在低周往复荷载下，建立与试验对应的有限元模型.对不同参数试件进行了数值模拟分析，得出了不同参数的应力云图及骨架曲线.结果表明，钢管混凝土剪力墙的承载力和刚度与钢板耗能键的厚度、布置数量成正比，与跨高比成反比；该组合结构的延性随钢板耗能键厚度的增加、布置数量的增多而减小，随跨高比的增大而提高，为工程实践的参数设计提供了参考.

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建筑工程

基于ABAQUS的高速公路空心墩模板的数值模拟

黄志强;侯新宇;刘丹娜;王巍

2016, 38(1): 109-114. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.19

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针对贵州新田大桥某一薄壁空心墩在浇筑混凝土过程中内外模板的内力及位移是否满足国家现行规范要求的问题，应用数值计算软件ABAQUS进行建模并计算内力和位移，在浇筑过程中进行实时监测，将现场测得的位移与数值模拟结果进行对比.结果表明，模拟值与实测值有稍许偏差，但在合理范围内，证明模型具有一定的合理性；模板的对拉螺栓及横肋对整个结构的变形起到了很好的限制作用，提高了整个模板的刚度；内模板的受力相对于外模板较大，在设计和施工的过程中需要特别注意.

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建筑工程

自然通风作用下计算机房夏季热环境数值模拟

吕洁;张琼;周勃;王慧

2016, 38(1): 115-120. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.01.20

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为了研究自然通风作用下计算机房夏季热环境能否满足学生舒适度的需要，通过对计算机房实地测量，利用测量数据建立数学模型，并以部分测量参数作为模型的边界条件，利用CFD软件对计算机房进行数值模拟.将模拟结果与实测数据进行对比，表明计算机房内温度场和速度场的数值模拟结果与实测结果趋于一致.通过分析模拟结果，找到计算机房通风不良的位置，并对该处的设计缺陷提出相应建议，对计算机房的热舒适性做出分析，且对机房空调设计给出具体建议.结果表明，自然通风作用下计算机房夏季热环境不能满足学生舒适度需要，且计算机房应当安装空调.

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