沈阳工业大学学报

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电气工程

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

夏加宽,毕亮,李瑞泽,何新

2018, 40(3): 241-247. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.01

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针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.

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电气工程

基于平稳小波与BP神经网络的换相失败检测算法

李福新

2018, 40(3): 248-252. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.02

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针对高压直流输电系统中换相失败检测问题,提出了一种采用平稳小波分析和BP神经网络的换相失败检测算法.通过平稳小波提取换相失败信号不同尺度的小波能量,作为特征向量输入神经网络中进行训练,并得到能够进行自动化识别的分类模型.在实际采集得到的200组数据集上进行了算法验证,结果表明,文中算法可以有效地区分直流输电系统中的换相失败和正常信号,其平均检测精确度达到95%以上,为进一步系统准确无功补偿提供保障.

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电气工程

非隔离型六开关光伏并网逆变器

李研达

2018, 40(3): 253-257. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.03

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针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.

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材料科学与工程

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

刘正,张峰,毛萍莉,王峰

2018, 40(3): 258-263. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.04

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为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.

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材料科学与工程

硅酸钠催化制备碳酸甘油酯

李三喜,郝鹏飞,王松,张林楠

2018, 40(3): 264-268. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.05

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针对催化制备碳酸甘油酯过程中催化剂易失活、难回收的问题,以Na₂SiO₃·9H₂O为原料,经焙烧、研磨、过筛等工艺处理后,制备得到了易分离且可循环使用的固体碱催化剂,并用于催化甘油与碳酸二甲酯的酯交换反应.探讨了催化剂的粒度和煅烧时间对催化剂活性的影响,以及甘油与碳酸二甲酯的摩尔比、催化剂用量、反应时间等反应条件对酯交换反应的影响.结果表明,当催化剂用量为反应物质量的5%且甘油与碳酸二甲酯的摩尔比为1∶4时,在75 ℃反应2.5 h后甘油转化率高达97.8%,碳酸甘油酯收率为95.5%.

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材料科学与工程

Ti-Al金属间化合物的力热性能及其能带计算

郭连权,刘冰冰,马贺,李大业

2018, 40(3): 269-274. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.06

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为了比较Ti-Al合金中主要合金相的力热性能和电子结构的差异,对Ti-Al合金中的TiAl、TiAl₂、TiAl₃与Ti₃Al金属间化合物的生成热、结合能、弹性系数、电子能带和电子态密度进行了计算,且计算中采用了基于密度泛函理论的第一性原理以及Materials Studio软件中的CASTEP软件包.结果表明,4种金属间化合物中Ti₃Al相的合金化形成能力最强,结构也最稳定,Ti₃Al相呈韧性,且抗变形能力和刚性最强.4种金属间化合物均无能量禁带,均属于金属性材料,其中Ti₃Al相金属性最强,TiA1₃相金属性最弱.

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材料科学与工程

基于PCA的钒和稀土添加对合金性能改善的最优方案

孙幸荣,罗敏,夏丹

2018, 40(3): 275-280. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.07

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针对合金在冶炼生产过程中会出现较为严重的热裂缺陷问题,按照钒和稀土的三种不同添加方案对合金性能进行研究,进而选出最优方案改善合金性能.运用多项式拟合法分别求得产品的抗拉强度、伸长率和热裂倾向值与三种不同添加方案的近似函数关系,并建立了非线性规划优化模型.结果表明,当钒和稀土的质量分数分别为0.01%和0.14%时,合金整体性能较好.当采用主成分分析法(PCA)对三种方案进行评价时,所获得评价值矩阵的最大评价值为1.664 1,表明单独添加微量钒为最优添加方案.

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机械工程

基于固定参数轨道的动态精密解算精度

杨久东,王文军,孙跃

2018, 40(3): 281-285. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.08

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为了验证动态精密解算在地震等连续运动平台中的应用效果,使用采样率为1 Hz的双频GPS接收机,并利用参数已知的轨道进行了动态模拟实验.以地震模拟动态平台进行实验,并利用GAMIT软件中的Track模块进行实验分析,通过对GPS数据的精密处理及对不同距离基准站数据的分析,得到了运动轨道图.结果表明:Track模块可使测量点的水平和垂直方向解算精度达到毫米级,说明此种解算方法适合在实际动态测量中进行应用,可以用来反演在地震发生时的地表动态变化情况.

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机械工程

基于不同角部方案的RC结构抗连续倒塌设计

刘成才

2018, 40(3): 286-291. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.09

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为了研究不同角部方案下的结构抗倒塌性能,提出了三种不同的钢筋混凝土框剪结构角部布置方案.应用SAP2000软件对偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能进行了非线性分析.结果表明,在给定的有拉结情况比无拉结情况下角柱内力有所增大;在给定的荷载组合情况下,对角部竖向承重结构加以拉结(采用模型3的拉结方案),可在一定程度上增加结构抗连续倒塌性能,实现结构抗连续倒塌的目的.

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信息科学与工程

未知环境下机器人避障及动态目标追踪

崔宝侠,宋佳瑞

2018, 40(3): 292-298. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.10

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针对传统人工势场法在避障及其动态目标追踪过程中产生的机器人陷入局部极小值点、无法到达目标、避障追踪路径产生震荡等问题,对传统人工势场法的引力公式和斥力分力方向进行了重新定义.在引力公式中加入速度差与加速度差因子,将斥力分力方向重新定义为与引力方向夹角不大于90°的方向,并且将该优化思想与现有的改进人工势场法进行了对比分析.结果表明,该算法可行且提高了机器人避障和动态目标追踪的灵活性以及对恶劣环境的适应能力.

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信息科学与工程

基于免疫遗传算法的多机器人环境探索

段勇,王宇,喻祥尤

2018, 40(3): 299-303. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.11

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针对多机器人环境探索中的任务分配和路径规划问题,将环境中所有待探索的任务点根据短距离优先策略分配至个体机器人,利用改进的免疫遗传算法对机器人分配到的任务点进行优化探索,提出了带有初始任务点优化的路径规划方法,使机器人能够不重复并且高效地遍历工作环境中的所有探索点.通过建立多机器人仿真实验系统,随机产生环境中的任务点和机器人等数据信息,并在此条件下对本文方法进行实验验证.结果表明,本文方法能够有效地实现多机器人环境探索问题.

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信息科学与工程

知识网络情绪互信息熵检测

涂坤,孙彬,王东

2018, 40(3): 304-309. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.12

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针对互联网知识资源网络中知识层次结构与网民情绪的相互关系问题,为了准确把握知识资源网络的节点结构与情绪过程的关联性,提出情绪信息熵算法.通过构建认知的活动重要度、情绪适用度和情感距离等重要指标,有效地诠释了知识结构层面与情绪过程的适用性,实现了互联网知识资源网络的情绪疏导与知识结构的二元融合.结果表明:情绪信息熵算法能对认知过程和情绪因素进行有效疏导,并能有效促进认知效用,具有较高的实践推广价值.

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信息科学与工程

基于带宽优化分配和Shapley值的网络收益

石峰,吴艳平

2018, 40(3): 310-315. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.13

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针对多域联盟网络中的带宽分配和收益问题,提出了一种基于带宽优化分配的收益最大化算法和基于Shapley值激励的收益分享机制.利用在端到端的QoS约束条件下与每个管道s相关联的效用函数U_s(a_s),结合QoS约束条件下的带宽分配模型,应用于多域网络联盟的带宽拍卖,从而实现联盟的收益最大化.将联盟博弈理论和Shapley值用于联盟收益分享,根据在全部AS之间按Shapley值的比例进行分享的机制来激励联盟中的ASs,从而为整个联盟提供更多容量.结果表明,提出的带宽优化分配算法和收益分享机制既能使整个联盟收益最大化,又能增加整个联盟的收益和其自身的收益分享.

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信息科学与工程

基于用户聚类的二分图网络协同推荐算法

郑怀宇

2018, 40(3): 316-321. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.14

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针对协同过滤推荐系统应用中存在的数据稀疏、可扩展性受限等问题,提出了一种基于用户聚类的二分图网络协同推荐算法.该算法在用户聚类阶段对二分图网络进行用户中心聚类,并获取用户聚类中心及其所在的群组,基于用户群组的评价信息为目标用户提供更广泛的推荐数据;在协同推荐阶段,围绕聚类中心及其所在群组为未评分项目完成预测评分,为用户推荐综合评分最高的Top-n项目.结果表明,该算法能够提升目标用户推荐的准确度,并能改善协同推荐的多样性.

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信息科学与工程

基于神经网络学习控制的图像挖掘算法

潘明波

2018, 40(3): 322-327. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.15

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针对传统神经网络算法进行图像分类识别时收敛速度慢,学习过程中可能出现震荡甚至收敛于局部极小值的情况,提出了一种小波变换融合神经网络的图像分类识别方法.利用高斯小波基函数取代神经网络隐含层中的隐节点函数,采用小波神经网络参数初始化方法和改进的模拟退火算法自适应调整学习过程中的网络权值参数,从而解决了神经网络的学习效率低等情况.结果表明,本文方法对5类动物图片的正确分类识别率为84.0%,较传统神经网络和稀疏表示的正确分类识别率提高了4.2%和6.1%.

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控制工程

云制造单一制造商与供应商联盟二阶段博弈模型

贺琳,白朝阳

2018, 40(3): 328-333. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.16

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针对云制造服务链稳定问题,提出了单一制造商同供应商联盟进行谈判的二阶段领导者-追随者博弈模型.该模型根据云制造实际情境,假设制造商决定订单或服务的数量和价格,将云制造过程中制造商与供应商的合作过程抽象为两阶段的博弈,其中第一阶段为面向供应商联盟的竞争博弈,第二阶段为制造商同供应商联盟的合作博弈,并分析了合作策略选择机理.模型分析结果表明,优质供应商个体采用联盟形式,可以获得更高议价权和利益,并可对保持云制造服务链的稳定发展提供一定的决策支持.

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控制工程

自适应控制深度学习和知识挖掘图像分类

王春华,韩栋

2018, 40(3): 334-339. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.17

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针对传统分类方法的局限性,提出了一种深度学习结合知识挖掘的零样本图像自适应控制图像分类算法.利用对图像属性的深度学习来实现图像深层次特征及属性的学习和预测,基于图像的属性-类别映射使分类器性能有较大差异,通过稀疏表示模型挖掘图像类别和属性之间的关系并设计自适应控制的属性分类器实现对图像的分类操作.结果表明,与DBN和SVM算法相比,在监督模式和零样本模式下,该算法具有较高的属性预测准确度.在零样本情况下对Shoes数据集进行分类时,该算法具有最高的准确分类识别率,比其他算法的分类识别率提高了15%.

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建筑工程

消能减震框架结构减震控制

鲍文博,于玄烨

2018, 40(3): 340-344. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.18

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针对高层消能减震框架结构的减震控制问题,根据工程经验以及不同的抗震思想,提出了顺序添加控制、最大层间位移控制和滞回耗能控制三种减震控制方法,并运用PERFORM-3D有限元软件对各种减震控制效应进行了弹塑性能量响应分析.结果表明,三种减震控制方法均可有效地将地震响应缩减到一定的范围内,实现了结构的震动控制;滞回耗能控制方法优于最大层间位移控制方法,而最大层间位移控制方法又优于顺序添加法;在结构横向及纵向空间较为复杂的情况下,采取滞回耗能控制方法更为科学合理.

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建筑工程

水泥-乳化沥青混凝土在桥面铺装结构中的力学行为

逯艳华,杨璐,徐岩,朱浮声

2018, 40(3): 345-351. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.19

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为了减少桥面铺装在运营中的各类病害,将水泥-乳化沥青混凝土应用于桥面铺装的下层,并取代防水粘结层,对其适用性进行了研究.采用有限元力学分析方法,通过变换结构层的厚度来模拟该桥面结构层的力学行为.结果表明:当增大水泥-乳化沥青结构层的厚度时,各层之间的剪应力均减小,与桥面板之间的剪应力减小幅度较为明显,该层本身所承受的压应力也随之减小,当该层的厚度增加到3 cm以上时,上下层之间的剪应力下降幅度开始减缓.通过对新型桥面铺装结构力学行为特点进行研究,表明该材料适用于中、小型混凝土桥.

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建筑工程

冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料断裂性能

黄志强,徐光炯,刘鑫

2018, 40(3): 352-356. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.20

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针对冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料断裂性能的影响问题,提出了基于快冻法的三点弯曲试验方法,研究了冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料的起裂韧度、失稳韧度及断裂能的影响,并对冻融循环后的试件质量及表面现象进行了分析.结果表明:在冻融循环250次后,试件的质量增加1.92%,起裂韧度、失稳韧度、断裂能分别降低了37.2%、51.1%及48.4%;随着冻融循环次数的增加,试件的质量呈现增长趋势,试件表面破坏情况愈发严重,试件的起裂韧度、失稳韧度及断裂能均呈现下降趋势.

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建筑工程

纤维增强混凝土梁的力学性能

栗青,邓怡

2018, 40(3): 357-360. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.21

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为了提高梁的抗拉性能和承载力,利用有限元分析软件ANSYS对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)加固钢筋混凝土梁进行研究.建立了GFRP加固混凝土梁的计算模型,结合已有试验对加固梁的力学性能进行分析,验证模型的正确性.将碳纳米管加入混凝土梁中可改善梁的力学特性,不同部位掺入碳纳米管时梁的承载能力不同.结果表明,相对于FRP加固混凝土梁,掺入体积分数2%的碳纳米管GFRP加固梁承载力提高了27%.

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