沈阳工业大学学报

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电气工程

光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

雒向东,崔剑波

2016, 38(6): 601-605. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.01

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针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.

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电气工程

改进PSO-BPNN的电力变压器故障诊断与模式识别

夏琳琳,文磊,刘惠敏,初妍,台金娟

2016, 38(6): 606-611. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.02

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为了优化反向传播网络相关学习参数,提出一种粒子群优化辅助BP神经网络(BPNN)的新方法.以变压器油中气体体积分数百分比构造故障特征,将BP网络的初始权值和阈值进行实数编码,以对应PSO中的粒子,实现BP网络的离线训练与在线分析,对变压器故障模式做出判断.结果表明,该算法更合理地更新了粒子的位置和速度,最优地设置了全局极值,有效克服了粒子的早熟收敛,获得的故障诊断准确率高达91%,并大大提升了BP网络的收敛速度.该算法为此类设计提供了有效的模型参考.

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材料科学与工程

纵向磁场对CO₂焊接电弧及焊缝成形的影响

常云龙,白金,刘丹,梅强

2016, 38(6): 612-617. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.03

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为了促进CO₂焊接的发展,降低焊接飞溅率与改善焊缝成形显得至关重要.在具有不同磁场强度与磁场频率的外加纵向磁场作用下,通过高速摄像技术观测了焊接电弧形态,同时测量了焊缝熔宽和熔深的变化.结果表明,当励磁电流为1 A、励磁频率为50 Hz时,焊接电弧由最初的锥形变为钟罩形,并按一定方向旋转,焊接电弧的刚性和稳定性得到了增强,因而焊接效果较好.随着磁场参数的增加,焊缝的熔宽与熔深先增加后减小.因此,通过采用一定范围内的磁场参数,可以达到有效改善焊缝成形并降低焊接飞溅的效果.

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材料科学与工程

Fe-Cr-C-B系药芯焊丝的显微组织与耐磨性

刘政军,勾健,贾华,苏允海

2016, 38(6): 618-622. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.04

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为了研究药芯焊丝中Cr和B含量对堆焊层组织与性能的影响规律,采用自保护明弧堆焊法制备了Fe-Cr-C-B系耐磨药芯焊丝.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对堆焊层的显微组织和耐磨性进行了分析.结果表明,适量的Cr、B可使堆焊层的性能更为优异.随着B元素的加入,堆焊层的显微组织由M₂₃C₆相向M₂₃(C,B)₆相转变,弥散分布的硼化物可呈层片状、菊花状等.硼化物显著改善了Fe-Cr-C-B系堆焊合金的耐磨性,且其耐磨性与硼化物的数量、致密度和尺寸有关,并最终确定了Cr和B元素的最佳质量分数.

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材料科学与工程

AMPS对PEO/PMMA固态聚合物电解质电导率的影响

张爱玲,刘骥驰,王松,周乔

2016, 38(6): 623-627. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.05

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针对固态聚合物电解质室温电导率较低的问题,采用刮膜法制备了PEO/PMMA/LiClO₄/AMPS共混聚合物电解质,考察了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的端基磺酸基团对电解质性能的影响.结果表明,添加AMPS后,红外图谱中出现了由C—O的拉伸振动和SO^2-₃的络合作用所引起的尖峰.PMMA与PEO共混后,大大降低了PEO的结晶度,且添加AMPS后,电解质形成了完全均相体系.AMPS的添加使得电解质的电导率明显提升了两个数量级.当AMPS的质量分数为1.3%时,电解质的室温电导率达到最大值.添加同样含有端基磺酸基团的液晶离聚物(LCI)后,电解质的电导率无明显提升,因而可以选择磺酸基团质量比更高的AMPS作为添加剂.

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材料科学与工程

高能脉冲冷焊Fe基合金改性层的组织及性能

关锰,贾永锋,张春华,张松,谭俊哲

2016, 38(6): 628-633. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.06

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为了进一步提高核泵用钢的耐磨性能及抗空蚀性能,采用高能脉冲冷焊技术在304不锈钢表面制备了Fe基合金改性层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对改性层的显微组织和相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及超声波振荡空蚀仪分别对改性层的显微硬度、耐磨性与抗空蚀性能进行了研究.结果表明,改性层组织细密,且主要由基体相α-Fe和硬质碳化物相Cr₂₃C₆和Cr₇C₃组成,改性层的最高显微硬度可达510 HV,相对耐磨性为3.88.空蚀5 h后,改性层的失重量和表面粗糙度分别约为304不锈钢基材的1/5和1/6.

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材料科学与工程

保持时间对409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响

应彩虹,陈立佳,刘天龙,郭连权

2016, 38(6): 634-639. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.07

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为了确定保持时间对超纯409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响,通过在应力控制模式下最大外加应力处引入10和30 min的保持时间,对其在650 ℃下的循环蠕变行为进行了研究.结果表明,与静态蠕变相比保持时间的引入使409不锈钢发生了循环蠕变减速行为,而循环蠕变减速行为可以归因于滞弹性应变.随着保持时间的缩短,最小蠕变速率降低,循环蠕变断裂寿命提高.静态蠕变及循环蠕变后,409不锈钢中有细小的第二相析出,且微观组织以亚晶及四边形和六边形位错网络为主.409不锈钢静态与循环蠕变断裂方式均为穿晶韧性断裂.

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机械工程

输入指令整形技术在电液伺服系统中的应用

邵俊鹏,魏学帅,孙桂涛,邵璇

2016, 38(6): 640-644. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.08

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针对液压四足机器人电液伺服位置控制存在的振动问题,分析电液伺服系统特性,根据振动控制技术提出输入指令整形控制策略,研究输入整形技术在抑制机械谐振方面的作用,为该技术在液压四足机器人上的应用提供理论和现实依据.通过分析输入整形减振技术及其工作原理,设计零震荡整形器,并利用AMESim和MATLAB对电液伺服系统进行位置控制联合仿真.结果表明,输入整形技术能够抑制电液位置伺服系统中产生的机械谐振,利用电液伺服系统综合实验台验证了该控制技术的有效性.

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机械工程

发动机进气流量对前缘水滴撞击特性的影响

么虹,宁义君

2016, 38(6): 645-650. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.09

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为了掌握发动机进气流量对水滴撞击特性的影响规律,采用欧拉方法建立水滴运动方程,基于分区多块结构网格体系求解水滴运动轨迹,提出了复杂外形飞机水滴撞击特性的计算方法.基于该方法对发动机进气道唇口进行水滴撞击特性分析,研究了不同发动机进气流量对进气道唇口水滴撞击特性的影响.结果表明,发动机进气流量越大,水滴收集系数最大值越大.因此,航空发动机吊舱进气道前缘的防除冰系统设计必须考虑不同飞行状态下进气流量的影响.

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信息科学与工程

大数据条件下网络零售商的经济批量问题

刘艳秋,裴艳霞,蔡超

2016, 38(6): 651-656. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.10

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为了研究一个有限计划期内,在供应商处于大数据的条件下,网络零售商满足客户个性化需求的补货及发货批量策略制定问题,对大数据进行预处理,筛选有效的客户浏览行为,通过信息过滤,优选服务供应商.由于建立的批量问题模型具有一定的复杂性,设计多项式算法求解批量模型,从而获得问题的最优解,选择最终供应商及制定批量策略.结果表明,该处理方法具有一定的有效性,为大数据条件下网络零售商满足客户个性化、定制化需求的经济批量问题提供了解决方法.

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信息科学与工程

机器人在未知环境条件下的动态避障

崔宝侠,周钰雨,段勇

2016, 38(6): 657-661. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.11

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为了使机器人在工作过程中顺利的躲避行进途中的各类障碍物,采用人工势场法作为机器人的避障算法并针对传统人工势场法存在的目标不可达的问题进行了详细的分析.在传统人工势场法斥力函数中引入机器人与目标点的距离关系作为其中的因子,分别重新定义了势能函数中的斥力和引力,从而得到了新的势能函数,成功地解决了目标不可达的问题.基于Matlab平台的仿真结果表明,本方法控制的机器人能够较出色地躲避大小不一的障碍,最终到达指定位置.

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信息科学与工程

深度连续卷积神经网络模型构建与性能分析

牛连强,陈向震,张胜男,王琪辉

2016, 38(6): 662-666. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.12

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为了提升卷积神经网络特征提取能力,设计了一种基于连续卷积的深度卷积神经网络模型.该模型采用小尺度的卷积核来更细致地提取局部特征,并借助连续的两个卷积层增加模型的非线性表达能力,结合Dropout技术降低神经元之间的相互依赖,利用抑制网络过拟合对模型进行优化.人脸表情、手写数字字符和彩色图像的目标识别实验表明,在图像较为复杂时,该模型在识别的准确性和泛化性能上比手工特征提取方法及一般的2、3层卷积结构具有明显的优势.

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信息科学与工程

基于HOG特征的优化区域模板匹配检测

王溪波,王彬,赵海,朱宏博,葛宏帅,朴春赫

2016, 38(6): 667-673. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.13

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针对HOG算法滑动窗口检测效率低和目标特征描述不精确的问题,提出了一种基于HOG的改进算法,提高了滑动窗口的检测效率并减少了目标模板相似性对结果带来的影响.该算法利用HOG特征来描述目标的整体和各个部件,优先检测图像中目标出现概率较大的区域.对于检测评分比较接近阈值的区域使用可变形部件模型进行精确检测,从而可以避免具有轮廓相似性的模板检测结果的不准确.结果表明,该算法对于静态图片有较高的准确率,且对于很多相似度不高的分类具有较快的检测速度.

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信息科学与工程

基于数学形态学和改进Otsu的单板缺陷检测

戴天虹,顾昕岑,刘学哲,胡雪晶

2016, 38(6): 674-679. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.14

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在经典检测算子中,针对单板灰度图像的缺陷检测存在缺陷边缘检测不清晰甚至出现伪边缘的问题,提出了一种Otsu改进算法与数学形态学相结合的单板缺陷检测算法.在HSI彩色空间中,对利用数学形态学滤波后的H、S、I分量采用本文算法进行分别处理,并将三分量的检测结果进行叠加.结果表明,该算法能够准确检测出单板的一个或多个缺陷边缘.与经典边缘检测算子的检测结果对比可知,该算法无论对于缺陷的定位还是边缘的提取均优于其他方法.

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控制工程

MSPDAF算法在低空监视信息融合中的应用

姚登凯,孙千锐,吴奇科,徐天舒

2016, 38(6): 680-685. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.15

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为了实现对低空空域运行航空器的有效跟踪,进而保障低空空域运行安全,将一次雷达与无源雷达进行组合,运用MSPDAF算法进行两种雷达协同监视的信息融合,并将回波源于目标的概率应用于目标状态估计中.仿真结果表明,该算法相比单独一种雷达的跟踪算法具有更好的融合精度,能够在电磁环境复杂的低空空域中有效地进行目标跟踪,从而可以应用到低空空域航空器的监视,为低空运行提供更高的安全保障.

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控制工程

智能景观网络拓扑与观赏效能的关联模型

郭阳,郑伟

2016, 38(6): 686-691. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.16

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针对智能元件与观赏效能的优化问题,结合智能景观网络的元件节点和情绪引导属性,引入情感观赏与原件设计效能的适用度评测算法,建立了智能景观设计中网络拓扑与观赏效能的关联模型,有效诠释了在分布式网络设计环境中的观赏资源优择方案.结果表明:观赏效能的关联模型能够对设计过程进行有效的优化测算,提高景观设计中关于情感不确定性估计的适用性,对促进智能景观设计有较高的实用价值.

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控制工程

基于空域追踪算法的基线漂移信号噪声修正

谢芳娟,朱淑云

2016, 38(6): 692-696. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.17

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为了消除基线漂移信号噪声对信号的干扰影响,提出一种基于空域追踪的修正算法.通过非线性滤波器从原始信号中粗提出基线信号,利用多步迭代微分算子从基线漂移信号中分解出更加精准的基线信号,再从原始信号中移除基线漂移信号,完成基线漂移信号噪声修正.选取多种类型测试数据(包括心电信号与噪声数据)来验证算法的有效性,结果表明,同传统的四种基线漂移信号修正算法相比,所提出的算法可以高效去除基线漂移信号的干扰.

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建筑工程

绿色韧性水泥基复合材料力学性能

鲍文博,李林凤,底高浩,陈四利

2016, 38(6): 697-702. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.18

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为了研究绿色尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料的韧性,参考国内外试验方法开展了立方体抗压、薄板拉伸和冲击韧性等力学性能试验研究.分析了纤维与基体的相互作用及增韧机理,讨论了纤维掺量和水胶比二元因素对增韧性能的影响.该研究获得了复合材料相应的强度和韧性指标,为高性能尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料的制备和工程应用提供了参考.

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建筑工程

钢骨-圆钢管高强混凝土组合长柱轴心受压分析

徐亚丰,金松,戴颖,张月

2016, 38(6): 703-709. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.19

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为了研究钢骨-圆钢管高强混凝土组合长柱轴心受压的力学性能,采用ABAQUS软件建立钢骨-圆钢管高强混凝土组合长柱轴心受压有限元分析模型,讨论了组合长柱典型试件荷载-变形关系曲线,不同受力阶段应力分布规律及最终破坏模态.通过进行参数分析,考虑不同参数对组合长柱轴心受压力学性能的影响,利用回归分析得到组合长柱轴心受压承载力简化计算公式.结果表明,混凝土强度、配骨指标和钢材强度对组合长柱轴心受压承载力影响较大,长细比影响较小,简化公式计算结果与有限元计算结果及试验结果吻合良好.

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建筑工程

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

李艳凤,梁力,罗威力

2016, 38(6): 710-714. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.20

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为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.

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建筑工程

水平地震作用下框架高度对钢筋用量的影响

张培,朱涵,赵科,李自林

2016, 38(6): 715-720. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2016.06.21

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为了在建筑抗震设计中节省钢筋用量,提出了一种优化钢筋混凝土框架结构单位面积配筋量的方法.该方法探索楼层数m变化对构件内力分布和配筋量的影响,将一个矩形规则建筑作为研究对象,采用底部剪力法计算其在水平地震荷载影响下的构件内力,从而得到m与构件配筋体积之间的函数关系,进而转化为m与单位面积配筋量之间的关系.以m为优化变量,利用Matlab进行快速计算,并通过具体案例进行演示.结果表明,该方法具有一定的可行性,并得到m的最佳范围为6~11.

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