軋機垂扭耦合振動特性分析與控制措施研究.pdf

1、軋機在鋼鐵工業(yè)的軋制過程中起關(guān)鍵作用。近年來，隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)日益呈現(xiàn)大型化、高載荷、高速化，使得軋機參數(shù)引發(fā)的非線性振動問題不斷涌現(xiàn)。深入研究軋機非線性振動問題并提出相應控制策略，是軋制領(lǐng)域亟需解決的一項重要難題。但以往的研究往往忽略液壓壓下系統(tǒng)并且通常將軋機垂直振動系統(tǒng)和主傳動系統(tǒng)分裂開來，而實踐表明軋機系統(tǒng)存在復雜的非線性垂扭耦合現(xiàn)象，為此課題將對軋機液壓壓下垂直系統(tǒng)、垂扭耦合系統(tǒng)的振動特性及控制方法進行研究。
　　軋機在軋

2、制過程中，考慮軋制界面的非線性彈性力和液壓缸與機架間的粘性阻尼，建立了軋機二自由度、三自由度液壓壓下垂直振動系統(tǒng)模型，并應用相平面法、Poincare映射法、分岔圖法和最大Lyapunov指數(shù)法研究了液壓缸粘性阻尼、激勵頻率變化對液壓非線性參激垂直振動的影響。其中，對二自由度的模型采用多尺度法求解了它在主參數(shù)共振情況下的一階近似解，并利用得到的頻率響應方程探討了定常解的穩(wěn)定性。
　　考慮軋輥與軋件間的變摩擦力、動態(tài)軋制力，分別建立

3、基于變摩擦力的垂扭耦合振動模型和基于動態(tài)軋制力的二自由度、三自由度垂扭耦合振動模型。針對前者，通過MATLAB仿真研究了軋制力變化對該耦合系統(tǒng)振動特性的影響；針對后者，通過MATLAB仿真研究了垂直系統(tǒng)線性阻尼、外擾力、主傳動系統(tǒng)阻尼、液壓缸活塞桿的摩擦阻尼對該垂扭耦合系統(tǒng)振動特性的影響。
　　將自抗擾控制器應用到垂直振動系統(tǒng)中，建立了軋機垂直振動自抗擾控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的振動現(xiàn)象進行控制。通過仿真實驗證明了自抗擾控制器具有良