Отзыв оппонента 2 (Разработка и исследование методов улучшения точности и динамики прямого сервопривода)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Рассудова Льва Николаевича на тему: «Разработка и исследование методов улучшения точности и динамики прямого сервопрнвода». представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 — «Электротехнические комплексы и системы». Создание столов подачи или координатных столов и систем управления ими для задач станкостроения является одной их самых сложных задач современного прецизионного приборостроения. Дело в том, что координатные столы и системы электромеханического управления ими, решающие задачу быстрых и высокоточных перемещений в режиме воспроизведения траектории, должны обеспечивать уникально высокое качество позиционирования, Поэтому необходимо максимального упростить кинематические передачи в координатном столе, исключить редуктор и использовать моментные двигатели, встраиваемые непосредственно в рабочий орган электропривода.

Основными требованиями, предъявляемыми к таким электроприводам, кроме высокой надежности и большого диапазона регулирования скорости, являются: поддержание необходимых точностных и динамических характеристик электропривода в различных режимах движения, а также улучшение массогабаритных показателей и показателей экономической эффективности электрооборудования. Наметившаяся в последнее время тенденция использования в прецизионных прямых сервоприводах синхронных электрических машин с постоянными магнитами ~СМПМ), работающих в режиме вентильного двигателя (ВД) н управляемых от статических полупроводниковых преобразователей нового поколения является, несомненно, прогрессивной.

Совершенно очевидно, что глобальная компьютеризация и существование мощных виртуальных сред-разработчиков, а также развитие и внедрение микропроцессорной техники в "мозг" систем управления, создает реальные предпосылки для создания высокоточных и быстродействующих систем движения практически во всех отраслях промышленности наравне с максимальным уменьшением их габаритов и потребляемой мощности.

Поэтому результаты работы по разработке структур и алгоритмов управления прецизионными приводами подачи, представленные в диссертационной работе Рассудова Л.Н., делают ее актуальной и соответствующей требованиям п.9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства РФ №842 от 24 сентября 2013г,, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 59 наименований, 6 приложений, 12 таблиц, 59 рисунков н имеет общий объем 132 страницы.

В процессе постановки задач для решения сформулированной проблемы Рассудовым Л.Н. был изучен вышеуказанный объем научного материала отечественных и зарубежных авторов, посвященного современным сервоприводам, построенным на базе синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов, высокоэффективных преобразователей на 16ВТ силовых приборах и информационных подсистем с различной аппаратной реализацией. Исходя из этого обзора, нм были установлены основные пути совершенствования станочных комплексов с учетом современных подходов к выбору структур и алгоритмов управления.

Поставленные автором в диссертационной работе задачи решены. Перспективным направлением в создании высококачественных и надежных систем прецизионного электропривода в настоящее время является применение современных средств силовой электроники и элементов цифровой техники, микропроцессоров и микро-ЗВМ. Интенсивное развитие методов и средств цифровой обработки информации позволяет обеспечить реализацию алгоритмов любой сложности, обеспечивающих оптимизацию задаваемых режимов работы прецизионных станочных электроприводов. Использование ПЛИС в системах управления приводом открывает новые возможности по реализации различных вычислительных структур регуляторов н интерфейсов между различными блоками системы.

Автором излагаются основы построения информационных подсистем систем прецизионного линейного прямого электропривода, на базе которых в настоящее время строится большинство современных электро приводов переменного тока. Проведенный сравнительный анализ указанных систем позволил ему для системы управления прецизионного электропривода выбрать структуру на базе процессора с применением программируемой логики - системы на кристалле. Разработанные Рассудовым Л.Н.

в пакете МАТ? АВ-Япш1пй модели систем прямого электро привода позволяют исследовать происходящие в них электрические и электромеханические процессы, анализировать влияние вносимых в алгоритм управления изменений на качество регулирования. Одной из положительных сторон диссертации является строгая причинно-следственная связь в проведенных исследованиях, где сама формулировка научных положений вытекает из анализа и требований, предъявляемых к системам комплектных электроприводов серии ЗЛК для точного машиностроения, разрабатываемых на кафедре «Автоматизированного электропривода» Национального исследовательского университета «МЭИ» при непосредственном участии автора диссертации. Новизна диссертационной работы Рассудова Л.Н. определяется тем, что в ней впервые получены следующие результаты: 1.

Предложена методика идентификации параметров прецизионного сервопривода, основанная на отработке гладких путевых траекторий третьего порядка и не требующая модификации структуры системы управления и использования дополнительных нагрузочных устройств во время проведения процедуры идентификации. 2. Предложена методика расчета термически допустимого времени пикового тока, а также стопорной скорости на основе тепловой модели синхронной электрической машины с учетом неадиабатического нагрева обмоток якоря.

3. Предложен способ учета предельных динамических механических характеристик вентильного двигателя при формировании траектории движения третьего порядка за счет использования в расчетах кусочно-линейной аппроксимации предельной характеристики, позволяющий сократить время, затрачиваемое на некоторые типовые для станочных применений перемещения. 4. Предложен алгоритм реализации ослабления поля ВД с неявнополюсной синхронной машиной с возбуждением от постоянных магнитов, основанный на расчете продольного тока, а также вектора программного напряжения по разностным уравнениям динамической модели ВД, справедливый для системы с малой задержкой в контуре тока. 5.

Предложен принцип и база системы на кристалле для параллельной многократной обработки алгоритмов системы управления сервоприводом, позволяющие уменьшить задержки в контуре тока. остове ность пол ченпых на чпых ез льтатовпо тве ается: корректным введением допущений и ограничений при математическом описании и моделировании; - результатами исследований, выполненных на опытных образцах прямых сервоприводов. Значимость я на ки ни актики пол ченныхвыво ови екомен а уй оп е еляется тем, что в диссертационной работе разработана теоретическая база для проектирования, создания систем прецизионного электропривода переменного тока на базе бесконтактных синхронных машин и информационных подсистем на базе современных элементов микропроцессорной и вычислительной техники. Следует отметить, что по результатам диссертационной работы Рассудова Л.Н.

были разработаны и изготовлены, при непосредственном участии автора, опытные образцы отечественных комплектных электроприводов серии ЭЛК для точного машиностроения. Результаты диссертационной работы опубликованы в 15 печатных работах, из которых 5 работ — в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ и/или включенных в международные базы цитирования, 3 из которых включены в международную базу цитирования Ясорпз, и все они в полной мере отражают содержание диссертации. Автореферат полностью отражает основное содержание и результаты диссертационной работы. По иссе та иии авто е е ат можно с елать еле о~ не замечания: 1.

Из фразы на стр. 31: «В работе для проведения автоматизированной идентификации сервопривода предлагается использовать только такие траектории, т,к. риск выхода строя прецизионного оборудования при гладких траекториях практически отсутствует», непонятно об идентификации в какой системе идет речь: замкнутой или разомкнутой? Если система замкнута, то как ее настраивать без информации о параметрах.

Если разомкнута, то как формируется плавная 3-образная траектория? Также требует пояснения фраза: «При таком подходе не требуются изменения в структуре цифровой СУ сервопривода и к нему не предъявляются соответствующие дополнительные требования». 2. Непонятно каким образом был автоматизирован и реализован процесс получения калибровочной таблицы зубцовой силы ВД 1'стр.б3) в качестве программного модуля? На наш взгляд в результате проведения эксперимента, получается калибровочная таблица всех возмущений, в том числе и тех, которые меняются со временем, а не только зубцовой силы. Из текста диссертации остается также непонятным, как определяется скорость, на которой надо проводить эксперимент для идентификации зубцовой силы (параметров модели зубцовой силы? Или зависимости зубцовой силы от положения?). 3.