Solving the oscillating pipe flow problem by the boundary integral equations method

In the work, a solution to a problem of oscillatory flow of viscous incompressible liquid in a rectilinear pipe of circular section, completely filled with the liquid was presented. The way of solving flow generated by pressure pulsation and the pipe oscillation to the flow direction was also-discussed. The behaviour of the liquid for the selected spectrum of its frequency and viscosity-was further analysed

Solving the unsteady heat transeer problem with periodic boundary condition by the boundary integral equations method

In the paper, a solution of unsteady heat transfer problem with periodic boundary condition by means of boundary integral equations method was presented. Also was presented the results of numerical simulation of heat transfer in two dimensional area with oscillating temperature on the boundary

Algorithmization and modeling of multicoordinate mechatronic systems

A large quantity of meehatronie systems is based on trajectory constructing on topological manifolds (particularly on curves and surfaces) with given accuracy [1]. For automated control of these systems it is preferable for trajectory planning to be given in the form of finite equation or system of equations. These systems with the behavior which is established with exactness up to variety intersection are related to the class of meehatronie systems [2]

ПРЕЦИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

The basic scientific results of scientific research in the field of «Mechatronics and Microsystems»were briefly presented. The module concept of building of electromechanical converters for precision coordinate motion systems was described. The structure of adaptive control system was presented; it provides the possibility of trajectory control and dynamic programming of motion parameters, velocity and acceleration of drives. Mathematical models of analysis and synthesis of structural and topological, kinematic and dynamic characteristics of reconfigurable multicoordinate motion systems were shown; they may be also based on the parallel kinematic mechanisms.Кратко изложены основные результаты, полученные по направлению «Мехатроника и микросистемы» НИЧ БГУИР. Описана модульная концепция построения электромеханических преобразователей для прецизионных координатных систем перемещения. Приведена структура адаптивной системы управления, обеспечивающей возможность траекторного управления и динамического программирования параметров перемещения, скорости и ускорения приводов. Показаны математические модели анализа и синтеза структурно-топологических, кинематических и динамических характеристик реконфигурируемых многокоординатных систем перемещений, в том числе и на механизмах параллельной кинематики

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ИНТЕРАКТИВНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИЕЙ РЕЗУЛЬТАТОВ

The mathematical model for calculation of position functions of controlled positioners depending on position and orientation of execution platform of motion system in three-dimension space with six degrees of freedom was developed. The model allows carrying out the imitational modelling of kinematic characteristics of spatial motion system with interactive visualization in MATLAB environment.Разработана математическая модель расчета функций положения управляемых позиционеров в зависимости от положения и ориентации в трехмерном пространстве рабочей платформы системы перемещений с шестью степенями свободы, позволяющая проводить имитационное моделирование в среде MATLAB кинематики пространственной системы перемещений с интерактивной визуализацией результатов

ТРАЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КООРДИНАТНЫМИ СИСТЕМАМИ СУБМИКРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

Measuring tools used for the forming of programming motions in the assembly and opto-mechanical equipment of microelectronics were analyzed. The structure of the trajectory control system based on approach of hardware-in-the-loop modeling and real-time verification was proposed. The results of using the proposed trajectory control system in coordinate systems of precision equipment were shown.Проанализированы измерительные средства, используемые при формировании программируемых движений в сборочном и оптико-механическом оборудовании микроэлектроники. Предложена структура системы траекторного управления на основе подходов аппаратно-программного моделирования и верификации в режиме реального времени. Приведены результаты использования предложенной системы траекторного управления в координатных системах перемещений прецизионного оборудования

МЕХАТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКИ НА ГИБРИДНЫХ ПРИВОДАХ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

The results of the further development of the theory of creating of mechatronic coordinate displacement systems with enhanced characteristics of accuracy and speed based on reconfigurable mechanisms of parallel kinematics and hybrid multi-axis direct-acting drives are presented. Some of the developed displacement systems with an example of algorithmic mathematical models for simulation modeling of their kinematics, dynamics and control are given. The prospects for the use of the results obtained in the development of precision assembly and optical-mechanical equipment for microelectronics are presented.Представлены результаты по дальнейшему развитию теории разработки и принципов создания мехатронных систем координатных перемещений с повышенными характеристиками точности и быстродействия, построенных на реконфигурируемых механизмах параллельной кинематики и гибридных многокоординатных приводах прямого действия. Приведены некоторые из разработанных систем перемещений с примером алгоритмизации математических моделей для имитационного моделирования их кинематики, динамики и управления. Представлены перспективы использования полученных результатов при разработке прецизионного сборочного и оптико-механического оборудования для микроэлектроники

ПРЕЦИЗИОННАЯ СИСТЕМА ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДЛЯ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

The paper proposes a structure of precision motion system built on the basis of a circular multi-coordinate synchronous segment motor and reconfigurable parallel kinematic mechanism. The multi-coordinate synchronous segment motor may have from two to six movable segments depending on the design, and number of the segments generally defines an internal mobility of the motor. A specific feature of the parallel kinematic mechanism consists in the possibility of its structure reconfiguration by serial connection of two neighboring rods with the help of free elements of their spherical joints into triangular circuits with one spherical hinge at the common vertex. As result of this, the controlled motion of motor movable segments is transformed into the complex spatial displacement of circular platform with number of degrees of freedom up to six inclusively.A mathematical model for solution of the kinematic problem in the investigated parallel mechanism has been offered in the paper. The model allows to calculate a position of movable segments of multi-coordinate synchronous motor depending on the desired position and orientation of the executive circular platform. The parametric definition of base point positions in the motor segments in time allows eventually to form algorithms of programmable motions.The paper substantiates ability to embed the developed motion system into projection unit of opto-mechanical equipment while preserving traditional configuration scheme. This provides the possibility of adaptive adjustment of optical elements during operation; it allows to adjust the optical elements when the geometry of projection system is changed due to deterioration. As result, main characteristics of projection system: resolution, depth of field and image contrast and distortion are maintained at the required level. The developed motion system can be used as a coordinate system of positioning, alignment and scanning in the assembly and other precision equipment. Предложена структура прецизионной системы перемещений на базе кольцевого многокоординатного сегментного синхронного двигателя и реконфигурируемого механизма параллельной кинематики. Многокоординатный синхронный двигатель в зависимости от конструктивного исполнения может иметь от двух до шести подвижных сегментов, число которых в целом определяет внутреннюю подвижность двигателя. Особенность механизма параллельной кинематики состоит в возможности его реконфигурирования за счет последовательного соединения двух соседних шатунов свободными элементами их сферических шарниров в треугольные контуры с одним сферическим шарниром в общей вершине. В результате управляемое движение подвижных сегментов двигателя трансформируется в сложное пространственное движение кольцевой платформы механизма с числом степеней свободы до шести включительно.Предложена математическая модель решения задачи кинематики для рассматриваемого параллельного механизма, позволяющая вычислять положения подвижных сегментов синхронного многокоординатного двигателя в зависимости от заданного положения и ориентации исполнительной кольцевой платформы. Параметрические представления положения базовых точек сегментов двигателя во времени позволяют, в конечном итоге, формировать алгоритмы программируемых движений.Обоснована возможность встраивания разработанной системы перемещений в проекционные системы оптикомеханического оборудования с сохранением традиционной схемы компоновки. При этом обеспечивается возможность адаптивной юстировки оптических элементов в процессе эксплуатации, позволяющая подстраивать оптические элементы при изменении геометрии проекционной системы вследствие старения. В результате поддерживаются на требуемом уровне показатели назначения проекционной системы: разрешающая способность, глубина резкости и контрастности изображения, дисторсия. Разработанная система перемещений может быть использована как координатная система позиционирования, совмещения и сканирования в сборочном и другом прецизионном оборудовании.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТКИ ДИСКРЕТНОСТИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ЛИНЕЙНОМ ШАГОВОМ ПРИВОДЕ

The mathematical model of the forming of high resolution discrete grid for various configurations of toothing surface of poles of stator and inductor of linear stepping motor. The method of the forming of discrete grid was developed on the base of mathematical model; it takes into account various factors which affect to the accuracy of position of discrete grid nodes. The verification results of mathematical model developed were shown, they confirm the increasing of accuracy of motion systems on the base of linear stepping motors.Представлена математическая модель формирования координатной сетки дискретности высокого разрешения для различных вариантов конфигурации зубцовых поверхностей полюсов индуктора и статора линейного шагового двигателя. На основании математической модели разработана методика формирования координатной сетки дискретности, которая учитывает различные факторы, влияющие на погрешность положения узлов сетки дискретности. Показаны результаты верификации разработанной математической модели, подтверждающие повышение точности систем перемещений на базе линейных шаговых двигателей