赵勃科研成果

基本信息 科学研究 教学研究 论文著作 新建主栏目 基本信息 名称 赵勃，1982年出生，工学博士。哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所教授，博士生导师。 主要研究方向： 1. 光刻机系统隔微振技术 （1）面向350&700nm光刻机系统的一体式隔微振技术 （2）面向90nm-28nmDUV光刻机系统的分体式隔微振技术 （3）面向EUV光刻机的磁悬浮隔微振技术 具体内容包括隔微振系统动力学模型建立及仿真，隔振装置机械结构设计、加工及系统搭建，各类传感器信号采集电路、电机驱动电路、控制电路等的设计及调试，隔微振控制方法仿真与实验验证等。 2. 压电驱动与控制技术 面向光刻机系统等对高精度执行器及驱动单元的需求，围绕尺蠖电机、超声电机、压电堆叠三种执行器的结构设计、驱动与控制技术等开展相关研究。具体内容包括执行器结构设计与仿真、高频高压驱动电路设计与调试、测试平台搭建与实验验证等。 3. 超声应力场与微缺陷测量技术 面向航空航天装备核心零部件的无损检测需求，开展超声显微关键技术研究。具体内容包括超声探头设计与制备、声学信号驱动与采集电路设计与调试、微缺陷与应力场表征与成像、超声显微系统集成与实验验证等。 围绕上述研究，主持科技部重点研发计划项目，主持国家02科技重大专项、国家重大科学仪器开发专项等国家重大科研项目子课题，主持国家重大科学仪器开发专项课题、国家自然科学基金面上项目、青年项目，国家博士后基金特别资助、面上项目，黑龙江省自然科学基金青年项目等纵向项目，以及相关横向项目。 获国家技术发明奖二等奖1项（序4），中国仪器仪表学会技术发明奖一等奖1项（序1），作为第一或通讯作者发表SCI论文10余篇，作为第一发明人获美国发明专利授权4项、获中国发明专利授权30余项。 工作经历 标题 2020年12月至今 起讫时间 2020.12-至今 职位/职称 教授 工作单位 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院 超精密光电仪器工程研究所 简单介绍 标题 2015.12至2020.11 起讫时间 2015.12 - 2020.11 职位/职称 副教授 工作单位 哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所 简单介绍 标题 英国诺丁汉大学访问学者 起讫时间 2015.12-2016.11 职位/职称 访问学者 工作单位 英国诺丁汉大学 简单介绍 研究Lattice结构隔微振特性 标题 工作经历 起讫时间 2012.07-2015.12 职位/职称 讲师 工作单位 哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所 简单介绍 教育经历 标题 博士 起讫时间 2007.03-2011.11 所学专业 机械电子工程 学习机构 哈尔滨工业大学机器人研究所 学历 博士 简单介绍 球形机器人系统研究 标题 硕士 起讫时间 2004.09-2006.07 所学专业 机械电子工程 学习机构 哈尔滨工业大学机器人研究所 学历 硕士 简单介绍 机器人运动控制技术 标题 本科 起讫时间 2000.09-2004.07 所学专业 机械设计制造及自动化 学习机构 哈尔滨工业大学 学历 本科 简单介绍 研究领域 名称 1. 光刻机系统隔微振技术 （1）面向350&700nm光刻机系统的一体式隔微振技术 （2）面向90nm-28nmDUV光刻机系统的分体式隔微振技术 （3）面向EUV光刻机的磁悬浮隔微振技术 具体内容包括隔微振系统动力学模型建立及仿真，隔振装置机械结构设计、加工及系统搭建，各类传感器信号采集电路、电机驱动电路、控制电路等的设计及调试，隔微振控制方法仿真与实验验证等。 2. 压电驱动与控制技术 面向光刻机系统等对高精度执行器及驱动单元的需求，围绕尺蠖电机、超声电机、压电堆叠三种执行器的结构设计、驱动与控制技术等开展相关研究。具体内容包括执行器结构设计与仿真、高频高压驱动电路设计与调试、测试平台搭建与实验验证等。 3. 超声显微技术 面向航空航天装备核心零部件的无损检测需求，开展超声显微关键技术研究。具体内容包括超声探头设计与制备、声学信号驱动与采集电路设计与调试、微缺陷与应力场表征与成像、超声显微系统集成与实验验证等。 团队成员 名称 主要成员 科研项目 项目名称 高端装备核心零部件多维度应力场测量平台 项目来源 科技部重点研发计划 开始时间 2022.12 结束时间 2025.11 项目经费 5500万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 突破应力场高准确度测量与表征技术瓶颈，研制应力场现场、动态、在役测量平台，解决高精尖装备中高精度、高性能核心零部件从加工制造、到装配使用的全生命周期应力场精准测量难题；研究应力-加工误差映射技术，根据应力场状态对零部件尺寸误差、系统尺寸链变化进行精准预测，指导加工与装配工艺，提升装备系统精度与质量。 项目名称 机体核心零部件微缺陷与应力场测量技术与装置 项目来源 横向委托 开始时间 2021.02 结束时间 2024.12 项目经费 2935万元 担任角色 负责 项目类别 横向项目 项目状态 进行中 简单介绍 面向航空装备关键零部件与复合材料对微缺陷与应力检测的需求，以超声测量技术为基础，围绕超声探头、声学信号驱动与采集电路、微缺陷与应力表征及成像、测量系统集成等开展研究。 项目名称 i700&350光刻机工件台和掩模台分系统 电气系统 项目来源 中电科集团 开始时间 2020.09 结束时间 2022.12 项目经费 750万元 担任角色 负责 项目类别 横向项目 项目状态 进行中 简单介绍 为i700&350光刻机研制隔微振装置，并搭建电气系统。 项目名称 超声驱动跨尺度高速高稳定三维扫描技术与系统 项目来源 国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项 开始时间 2018.10 结束时间 2021.09 项目经费 170万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 压电式和电涡流式振动传感器研制 项目来源 国家石油天然气管网集团有限公司 开始时间 2020.08 结束时间 2022.03 项目经费 212万元 担任角色 负责 项目类别 横向项目 项目状态 进行中 简单介绍 针对现有中石化集团石油天然气管道振动传感器依赖进口的问题，研制压电式和电涡流式振动传感器，用于管道增压节点的振动位移与速度监测，掌握自主知识产权。 项目名称 应力测量技术 项目来源 技术领域基金 开始时间 2020.1 结束时间 2022.12 项目经费 150万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 基于动力吸振原理的精密仪器隔振系统广义KYP鲁棒控制方法研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目 开始时间 2020.01 结束时间 2023.12 项目经费 72万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 隔微振技术是光刻机五大核心技术之一，是光刻机系统套刻精度至关重要的环境保障。本项目设计一种基于动力吸振原理的隔振单元，利用其反共振频率可调节的特性，对负载运动产生的变频惯性力进行有效抑制。 项目名称 基于动量矩归约模型的球形检测机器人曲线运动鲁棒动态逆控制方法研究 项目来源 国家自然科学基金面上项目 开始时间 2016.01 结束时间 2019.12 项目经费 75.2万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 奖项成果 奖项名称 国家技术发明奖二等奖 获奖时间 2016 完成人 谭久彬，王雷，崔俊宁，赵勃，杨文国，闻荣伟 所获奖项 国家技术发明奖二等奖 简单介绍 超大型精密仪器装备气/磁阵列隔微振技术与装置 精密测控电路与驱动技术 名称 本科生大三专业必修课《精密测控电路》 本科生大二基础课《电路、信号与系统》 招生信息 名称 每年招收硕士研究生6名，博士研究生3名 论文期刊 论文标题 An adjustable anti-resonance frequency controller for a dual-stage actuation semi-active vibration isolation system 作者 Bo Zhao, Weijia Shi*, Bingquan Wang and Jiubin Tan 发表时间 2020 期刊名称 Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 期卷 简单介绍 针对一体式光刻机系统地面振动隔离与负载扰动抑制无法兼顾的问题，提出基于动力吸振原理的隔微振方法，利用超声执行器与音圈电机复合型结构能够在特定频带信号产生反共振频率的特性，大大提高了系统对直接扰动的抑制能力 论文标题 Pseudo-full-bridge inverter with soft-switching capability for quarter-phase ultrasonic motor 作者 Weijia Shi, Bo Zhao* 发表时间 期刊名称 IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS 期卷 2019 简单介绍 现有压电驱动技术采用全桥拓扑结构下的频率跟踪式PWM控制，电压尖峰引起执行器的力波动，会对隔振系统引入额外振动。针对这一问题，提出一种基于伪全桥逆变结构的软开关驱动技术，利用电机原生静态夹持电容设计可匹配电机温变特性的Subber缓冲电路，大大消除了压电驱动器电压波动，对隔振系统振动速度影响从2μm/s降低至0.13μm/s 论文标题 Compensation network for temperature dependency and bandwidth expanding of magnetoelectric velocity sensor based on phase prediction compensator 作者 Bo Zhao, Weijia Shi*, Ding Sun and Jiubin Tan 发表时间 2020 期刊名称 IEEE Sensors Journal 期卷 简单介绍 针对现有磁电式速度传感器频率响应无法满足低频（0.2Hz）信号测量的需求，提出一种基于相位预测的速度传感器低频扩展方法。利用零极点网络补偿法将速度传感器截止频率从4.5Hz降低至0.18Hz，并设计了基于神经网络的相位预测器对零极点网络引起的信号相位变化、以及速度传感器长时间使用带来的温度变化对输出特性的影响进行有效补偿，解决了现有超大型隔振装置与光刻机隔振系统共同存在的低频速度难以准确测量的问题。 论文标题 Desired Compensation Adaptive Robust Control of an Active Vibration Isolation System 作者 Bo Zhao, Weijia Shi 发表时间 2018 期刊名称 COMPLEXITY 期卷 简单介绍 光刻机隔振系统除了需要有效隔离环境振动与负载扰动外，还要补偿负载运动时，中心位置变化引起的系统位置偏差。针对现有隔振系统无法同时满足高隔振特性与低位置偏差的问题，提出一种基于自适应鲁棒控制的隔微振方法。自适应环节用于估计负载扰动量，鲁棒控制环节用于抑制环境振动与参数估计误差，在保证系统低位置偏差的同时，实现了环境振动与负载扰动的有效抑制。 论文标题 Six Degrees of Freedom Displacement Measurement System for Wafer Stage Composed of Hall Sensors 作者 Bo Zhao, Weijia Shi* 发表时间 2018 期刊名称 Sensors 期卷 简单介绍 专利 出版物 出版物名称 高速气浮电主轴校准规范 作者 谭久彬、赵勃、王晓亮 出版时间 2021.01 出版社 黑龙江省市场监督管理局 简单介绍 出版物名称 超声电机驱动精密运动平台关键技术 作者 赵勃 出版时间 2018 出版社 哈尔滨工业大学出版社 简单介绍 出版物名称 精密多轴气浮轴角测量转台技术基本要求 作者 谭久彬、赵勃、戚勇达、王雷、吴剑威、张伟东 出版时间 2014 出版社 黑龙江省质量技术监督局 简单介绍