WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«1 ОТЗЫВ официального оппонента доктора технических наук, профессора Панина Анатолия Евгеньевича на диссертационную ...»

1

ОТЗЫВ

официального оппонента доктора технических наук, профессора

Панина Анатолия Евгеньевича на диссертационную работу

Бардина Виталия Анатольевича на тему

«Системы управления высокоточными устройствами позиционирования на основе

пьезоэлектрических актюаторов»,

представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по

специальности 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие

системы (приборостроение)

Актуальность темы диссертации

Исполнительные механизмы и их системы управления являются наиболее сложной и ответственной составляющей частью оборудования, используемого для производственных и исследовательских задач в нано- и микротехнологиях, нано- и микросистемной технике. От их характеристик зависит точность позиционирова­ ния объектов и эффективность работы устройства в целом.



Диссертационная работа Бардина В.А. посвящена решению важной и акту­ альной задачи - созданию и совершенствованию новых информацион­ но-измерительных и управляющих систем (ИИУС) с применением пьезоактюаторов и пьезодвигателей для прецизионного позиционирования объектов. Слож­ ной задачей при практическом применении пьезоприводов является необходи­ мость учета и компенсации влияния дестабилизирующих факторов, таких как гистерезис, ползучесть, последействие. Автором были предложены оригинальные технические решения саморегулируемых пьезоактюаторов и пьезодвигателей, структуры систем управления, которые используют их собственные элементы в качестве первичных преобразователей - датчиков перемещений, выдающих сигнал обратной связи для контроля и повышения точности позиционирования, предло­ жена методика совершенствования элементов пьезоактюаторов и пьезодвигателей.

Это позволяет упростить конструкцию системы позиционирования, повысить ее надежность, уменьшить габаритные размеры, обеспечить высокую точность управления перемещением.

Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации В диссертационной работе автором проведён достаточно полный обзор и анализ современного состояния разработок и исследований в области создания ИИУС прецизионного позиционирования с применением пьезодвигателей и пье­ зоактюаторов. Проведен поиск патентной информации по созданию и совершен­ ствованию пьезодвигателей и пьезоактюаторов, который выявил перспективность данного направления. Отмечено, что отечественные производители практически не выпускают ИИУС на основе пьезодвигателей и пьезоактюаторов с нанометровым разрешением для производства и контроля параметров микро- и наноуст­ ройств.

Проведен анализ современного состояния в области разработок пьезодвига­ телей и пьезоактюаторов. Определены основные направления их совершенство­ вания: упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления, по­ вышение точности позиционирования, расширение диапазона перемещения, уменьшение габаритных размеров, снижение себестоимости изготовления, повы­ шение срока службы, повышение надежности. Проведён обзор физических прин­ ципов современных датчиков нано- и микроперемещений. Выявлено, что пер­ спективным направлением является создание саморегулируемых пьезодвигателей и пьезоактюаторов, использующих тензометрические и емкостные методы изме­ рения перемещения (деформации).

Предложено техническое решение комплексного использования дорезо­ нансных пьезоэлектрических актюаторов и резонансных (ультразвуковых) пьезо­ двигателей в системе прецизионного позиционирования производственного (тес­ тового) оборудования.

В диссертации решена научная задача разработки структуры саморегулируемого пакетного пьезоэлектрического актюаторас измерительными электродами и в теоретическом обосновании его передаточной функции, устанавливающей связь между частотой выходного сигнала частотного измерительного преобразо­ вателя и комплексным сопротивлением пьезоактюатора, которая позволяет по­ высить надежность, получить инвариантность к нестабильности источника пита­ ния, малые габариты, низкую стоимость, возможность создания измерительного модуля схемы управления пьезоактюатором, совмещенного с частотным преоб­ разователем. Разработано новое техническое решение усиливающего (изгибно-натяжного) пьезоактюатора с увеличенным диапазоном перемещения, нагру­ зочным усилием, повышенной точностью и его управляющая система, получена его передаточная функция, устанавливающая связь между управляющим напря­ жением и перемещением рабочего звена. Разработаны новая структура, схема и способ управления скоростным приводом системы управления прецизионного позиционирования с применением саморегулируемых ультразвуковых пьезодвига­ телей (УЗПД), отличающиеся получением сигнала обратной связи от рабочих пьезоэлементов УЗПД, являющихся первичными преобразователями. Предложена методика совершенствования элементов пьезоактюаторов и пьезодвигателей для ИИУС прецизионного позиционирования на основе компьютерных моделей, по­ зволяющая оценивать работоспособность и оптимизировать их параметры.

Полученные в диссертационной работе теоретические и практические ре­ зультаты и выводы обоснованы с позиции методологии исследования, основанной на корректном использовании основных принципов построения информацион­ но-измерительных и управляющих систем, теории планирования эксперимента, теории моделирования методом конечных элементов, теории механики деформи­ руемого тела.

Для подтверждения теоретических положений автором проведены экспе­ риментальные исследования, которые подтверждают теоретически полученные параметры ИИиУС на основе пьезодвигателей и пьезоактюаторов для прецизи­ онного позиционирования, обоснованность научных положений, сделанных ав­ тором по результатам диссертационного исследования.





Достоверность и новизна исследования и полученных результатов, выводов и рекомендаций В качестве новых научных результатов автором выделены следующие по­ ложения:

- разработаны новая структура, схема и способ управления ИИУС прецизи­ онного позиционирования на основе саморегулируемого пакетного пьезоактюатора с измерительными электродами, совмещенного с частотным измерительным преобразователем, обеспечивающие перемещение в диапазоне единиц микрон с точностью 0,4 %. Теоретически обоснована переда­ точная функция частотного измерительного преобразователя, устанавливающая связь между частотой его выходного сигнала и комплексным сопротивлением пьезоактюатора, используемого в качестве первичного преобразователя.

- предложены новые структуры саморегулируемых усиливающих пьезоактюаторов для систем управления прецизионного позиционирования, обеспечи­ вающие увеличенный рабочий ход, нагрузочное усилие, повышенную точность перемещения (с разрешением десятки нанометров и величиной хода сотни мик­ рометров). Теоретически получена передаточная функция усиливающего пьезо­ актюатора, устанавливающая связь между управляющим напряжением и переме­ щением его рабочего звена.

- разработаны новая структура, схема и способ управления скоростным приводом системы управления прецизионного позиционирования с применением саморегулируемых ультразвуковых пьезодвигателей (УЗПД), отличающиеся ис­ пользованием в качестве первичных преобразователей рабочих пьезоэлементов УЗПД для регулирования частоты управляющих сигналов.

- предложена методика совершенствования элементов пьезоактюаторов и пьезодвигателей для ИИУС прецизионного позиционирования на основе компь­ ютерных моделей, позволяющая оценивать работоспособность и оптимизировать их параметры с целью увеличения диапазона и повышения точности перемещения рабочего звена.

При совершенствовании новых элементов, устройств, частей образцов ин­ формационно-измерительных и управляющих систем на основе пьезодвигателей и пьезоактюаторов, автором получены следующие наиболее значимые и новые ре­ зультаты:

1. Проведены теоретические исследования функционирования пьезоактюа­ торов и пьезодвигателей, измерительных преобразователей для ИИУС прецизи­ онного позиционирования с целью улучшения их технических характеристик. В частности, теоретически обоснованы и получены:

-передаточная функция частотного измерительного преобразователя, уста­ навливающая связь между частотой его выходного сигнала и комплексным со­ противлением пьезоактюатора, используемого в качестве первичного преобразо­ вателя;

-передаточная функция усиливающего пьезоактюатора, устанавливающая связь между управляющим напряжением и перемещением его рабочего звена.

2. Разработаны новые технические решения пьезоактюаторов, обладающих улучшенными техническими характеристиками для ИИУС прецизионного пози­ ционирования:

- пакетный пьезоактюатор для систем управления прецизионного позицио­ нирования, отличающийся тем, что позволяет одновременно подавать на него высоковольтный управляющий сигнал и включать его в низковольтную измери­ тельную цепь;

- усиливающий пьезоактюатор (изгибно-натяжной) для систем управления прецизионного позиционирования, отличающийся увеличенным рабочим ходом, нагрузочным усилием, повышенной точностью перемещения (с разрешением де­ сятки нанометров и величиной хода сотни микрометров), позволяющий увеличить диапазон перемещения в два раза и нагрузочное усилие в четыре раза по сравне­ нию с известными аналогами.

3. Разработаны новая структура, схема и способ управления ИИУС преци­ зионного позиционирования на основе саморегулируемого пакетного пьезоак­ тюатора с измерительными электродами, совмещенного с частотным измери­ тельным преобразователем, обеспечивающие перемещение в диапазоне единиц микрон с точностью до единиц нанометров (0,4 % от диапазона перемещения) без применения внешних датчиков перемещения.

Реализация данной структуры позволяет повысить надежность, получить инва­ риантность к нестабильности источника питания, малые габариты, низкую стои­ мость, возможность создания измерительного модуля схемы управления пьезоактюатором, совмещенного с частотным преобразователем.

4. Разработаны новая структура, схема и способ управления скоростным приводом системы управления прецизионного позиционирования с применением саморегулируемых УЗПД, отличающиеся использованием в каче­ стве первичных преобразователей рабочих пьезоэлементов УЗПД для регулиро­ вания частоты управляющих сигналов на основе полученной амплитуд­ но-частотной зависимости управляющих сигналов на рабочих пьезоэлементах УЗПД, что обеспечивает простоту конструкции и возможность использования не­ дорогой отечественной элементной базы.

5. Разработана методика совершенствования пьезоактюаторов и пьезодви­ гателей, обеспечивающая проектирование элементов ИИУС для прецизионного позиционирования с улучшенными техническими характеристиками, позволяю­ щая оценивать работоспособность и оптимизировать их параметры с целью уве­ личения диапазона и повышения точности перемещения рабочего звена.

6. С использованием разработанной методики установлены соотношения между относительными геометрическими параметрами упругой рамки усили­ вающего (изгибно-натяжного) пьезоактюатора для систем управления прецизи­ онного позиционирования, величиной ее рабочего хода и величиной деформаци­ онных напряжений, с использованием которых были оптимизированы геометри­ ческие размеры упругой рамки. В результате было увеличено перемещение рабо­ чего звена в 1,7 раза и определены оптимальные размеры вырезов в местах уста­ новки тензоэлементов, что позволяет получить величину хода сотни микрометров с разрешением десятки нанометров.

В целом, результаты, полученные Бардиным В.А., являются новыми. На­ учной новизной обладают созданные ИИиУС прецизионного позиционирования на основе пьезоактюаторов и пьезодвигателей.

Достоверность защищаемых положений, результатов и выводов работ под­ тверждается корректным использованием математического аппарата, получен­ ными экспериментальными данными, значительным числом публикаций, неод­ нократным обсуждением результатов диссертационного исследования на научных конференциях.

Результаты исследования могут быть использованы при развитии теории и повышении эффективности ИИ и УС прецизионного позиционирования для про­ изводственного и тестового оборудования точного приборостроения.

Автореферат полностью соответствует основным положениям рукописи диссертации и в полной мере отражает решенные автором задачи, методологиче­ ский анализ результатов исследования, а также полученные научные результаты и выводы.

Замечания по диссертационной работе

По тексту диссертации имеются следующие замечания:

1) В автореферате и в диссертации не сформулированы функции оборудо­ вания с применением предлагаемых ИИ и УС прецизионного позиционирования.

2) Не исследовано влияние изгибных деформаций боковых сторон упругой рамки на рабочее перемещение дифференциального усиливающего пьезоактюатора.

3) При описании предложенной системы управления ультразвуковым пье­ зодвигателем подробно не рассмотрены различные его конструктивные исполне­ ния и принципы работы;

4) Экспериментальное исследование характеристику силивающего пьезоактюатора проводилось с помощью изготовленного лабораторного стенда, ноне приведена его схема и состав.

Тем не менее, отмеченные замечания не снижают ценности диссертационного исследования и полученных в нем результатов.

Заключение В диссертации Бардина В.А. содержится решение научно-технической за­ дачи, имеющей большое значение для повышения эффективности ИИиУС пре­ цизионного позиционирования рабочего органа тестового и производственного оборудования с применением пьезоактюаторов и пьезодвигателейв результате создания и совершенствования их элементов, устройств, частей образцов.

Диссертация соответствует критериям, которым должна отвечать диссер­ тация на соискание ученой степени кандидата наук, написана автором самостоя­ тельно. Текст диссертации имеет логичную структуру, содержит новые научные результаты и положения, свидетельствует о личном вкладе соискателя в науку.

В диссертации приведены сведения о практическом использовании полу­ ченных научных результатов. Разработанная ИИиУС позволяет повысить эффек­ тивность систем высокоточного позиционирования. Результаты исследований внедрены как на промышленном предприятии, так и в учебном процессе ВУЗа.

Новизна полученных данных подтверждается публикациями в 4 научнотехнических журналах, рекомендованных ВАК. Поданы 3 заявки на получение патентов.

Результаты работы представлялись и обсуждались на международных и всероссийских конференциях по соответствующей тематике.

По тексту диссертации соискатель ссылается на авторов и источники заим­ ствования материалов или отдельных результатов.

Содержание автореферата диссертации соответствует основным положе­ ниям диссертации.

Вывод.

Диссертация соискателя Бардина В.А. является научно-квалификационной работой, написана на требуемом научном уровне, соответствует п. 9 Положения о порядке присуждения учёных степеней.

Тема диссертации соответствует паспорту специальности 05.11.16

-«Информационно-измерительные и управляющие системы» (технические науки) (за диссертационное исследование по пункту 1 —«Научное обоснование перспек­ тивных информационно-измерительных и управляющих систем, систем их кон­ троля, испытаний и метрологического обеспечения, повышение эффективности существующих систем»; по пункту 6 -«Исследование возможностей и путей со­ вершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их техниче­ ских, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, раз­ работка новых принципов построения и технических решений»), а её автор, Бардин Виталий Анатольевич, заслуживает присуждения ученой степени кандидата тех­ нических наук по специальности 05.11.16- «Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение)».

Официальный оппонент:

директор Института высоких технологий и пьезотехники ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»

(ул. МильчаковаДО, г. Ростов-на-Дону, 344090 тел.: (863) 222-34-01; факс: 243-48-44; е-таП: р1е20@з&ди.ш) доктор технических наук по специальности 05.12.13 — Системы и устройства радиотехники и связи, профессор й'М.Л М Г *.

Подпись официального оппонента директора Института высоких технологий и пьезотехники доктора технических наук, профессора А.Е.

Панича заверяю:

Ученый секретарь Н.С. Пономарева





Похожие работы:

«УДК 656.223 К ВОПРОСУ О ТРАНСПОРТНОМ КОРИДОРЕ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Т.К. Балгабеков1, Ж.К. Максутова2, К.Г. Балабекова3, Н.Б. Байров4 кандидат технических наук, доцент, 2, 3, 4 магистрант Транспортно-дорожный факультет, кафедра «Промышленный транспорт», Карагандинский государственный технический университет, Казахстан Аннотация. В работе рассматриваются вопросы по организации международных транзитных перевозок Республики Казахстан. В связи с этим приведен анализ объема перевозок основных грузов...»

«РЕЗЮМЕ ДЛЯ РЕШАЮЩИХ ЛИЦ №7 Технический комитет (TEC) Инвестиции в инфраструктуру: ценность подхода ИУВР Интегрированный подход к развитию и управлению водных ресурсов может помочь странам привлечь финансовые средства для поддержания инфраструктуры, получить наибольшие выгоды от этих инвестиций и гарантировать их устойчивость. Кроме того, при этом может снизиться потребность в дополнительной инфраструктуре, за счет повышения эффективности использования водных ресурсов. Однако распространенное...»

«Митюков Николай Витальевич ДЕСТРУКТОР И МИРОВОЕ СУДОСТРОЕНИЕ В работе рассмотрен вопрос о влиянии Деструктора на мировое судостроение. Показано, что корабль не имел каких-либо существенных технических инноваций, кардинальным образом повлиявших на мировое судостроение. Идеи Ф. Вильямила не нашли продолжения в мировом судостроении, но поскольку главная тенденция развития миноносцев заключалась в неуклонном росте водоизмещения, в середине 1890-х гг. миноносцы стали соответствовать идеалу...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Прикладная математика и системный анализ» Р А БО Ч А Я П РО Г Р АМ М А по дисциплине М.1.3.1.2 «Методы подобия и размерностей» направления подготовки 27.04.03 «Системный анализ и управление» форма обучения – очная курс – 1 семестр – 1 зачётных единиц – 5 часов в неделю – 3 академических часов – 180 в том числе: лекции – 14...»

«В. Н. Щедрин, А. В. Колганов, С. М. Васильев, А. А. Чураев ОРОСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ РОССИИ: ОТ ПОКОЛЕНИЯ К ПОКОЛЕНИЮ В двух частях Часть 1 Новочеркасск УДК 626.82 ББК 40.6 О 69 РЕЦЕНЗЕНТЫ: В. Л. Бондаренко – доктор технических наук, профессор; А. Д. Гумбаров – доктор технических наук, профессор. Щедрин, В. Н., Колганов, А. В., Васильев, С. М., Чураев, А. А. О 69 Оросительные системы России: от поколения к поколению: монография / В. Н. Щедрин, А. В. Колганов, С. М. Васильев, А. А. Чураев. – В 2 ч. –...»

«ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ УДК 628.3 Адельшин А.Б. – доктор технических наук, профессор E-mail: a566pm@rambler.ru Селюгин А.С. – кандидат технических наук, доцент E-mail: sa.789@yandex.ru Бусарев А.В. – кандидат технических наук, доцент E-mail: reder1@rambler.ru Адельшин А.А. – кандидат технических наук, доцент Казанский государственный архитектурно-строительный университет Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зелёная, д. 1 Моделирование...»

«УТВЕРЖДЕНО Первым заместителем Председателя Правления ОАО «СО ЕЭС» Н.Г. Шульгиновым «25» июня 2015 г. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ к генерирующему оборудованию участников оптового рынка (вступают в силу с 01 июля 2015 г.) МОСКВА Напечатано с сайта ОАО «СО ЕЭС» www.so-ups.ru Оглавление 1. Общие положения 1.1. Область применения 1.2. Требования, определяющие готовность генерирующего оборудования. 5 2. Требования к предоставлению информации 2.1. Предоставление участниками оптового рынка данных по...»

«ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «СПВ» СТАНДАРТ СТО 18319587.001-2013 ОРГАНИЗАЦИИ ООО «СПВ» УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Супериор Продактс Восток» _ Р.А. Хабибуллин МАТЕРИАЛЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ Технические условия Москва СТО 18319587.001-2013 СТО 18319587.001-2013 Предисловие РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «СПВ» УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Генерального директора Общества с ограниченной ответственностью «СПВ» № _8/12_ от «1_» декабря 2013 года...»





 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.