基于對(duì)角矩陣解耦的軋機(jī)垂扭耦合振動(dòng)控制研究.pdf

1、作為現(xiàn)代冶金行業(yè)中重要加工設(shè)備的軋機(jī)，其振動(dòng)問(wèn)題嚴(yán)重影響軋制生產(chǎn)效率和板帶表面質(zhì)量，一直是制約帶材產(chǎn)量與質(zhì)量的重要因素。因此，軋機(jī)振動(dòng)控制問(wèn)題逐漸成為領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。
　　高速連軋機(jī)的振動(dòng)形式主要有主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與軋機(jī)基座的垂直振動(dòng)，兩者之間不可避免地存在耦合特性。因而，對(duì)于軋機(jī)垂扭耦合振動(dòng)系統(tǒng)的解耦控制方法研究具有重要的理論意義和實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。本文首先分析了兩種形式振動(dòng)的致振機(jī)理，分別建立了兩種形式振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型；其

2、次在分析軋制變形區(qū)參數(shù)的特性的基礎(chǔ)上，建立軋機(jī)垂直-扭轉(zhuǎn)耦合振動(dòng)模型；最后采用對(duì)角矩陣解耦法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)控制仿真研究。主要研究工作如下：
　　(1)對(duì)于軋機(jī)垂直振動(dòng)的主要形式三倍頻垂振與五倍頻垂振的振動(dòng)機(jī)理，采用集中質(zhì)量法分別進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析?？偨Y(jié)了常見(jiàn)的引起兩種垂振的原因，分析了垂振系統(tǒng)的固有頻率與主振型，建立了軋機(jī)垂振系統(tǒng)的多自由度動(dòng)力學(xué)模型。
　　(2)對(duì)于軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題，建立了軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的多自由

3、度集中質(zhì)量模型。在研究了多自由度模型與兩自由度模型之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，將多自由度模型轉(zhuǎn)化為由電動(dòng)機(jī)和軋輥通過(guò)彈性軸連接的二自由度系統(tǒng)。以此為控制對(duì)象構(gòu)建了軋機(jī)主傳動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算了系統(tǒng)的階躍響應(yīng)與斜坡響應(yīng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　(3)對(duì)于軋制過(guò)程中的重要參數(shù)軋制力和軋制扭矩通過(guò)輥縫變形區(qū)的耦合問(wèn)題，在分析變形區(qū)摩擦特性與軋機(jī)輥縫特性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用虛功原理，通過(guò)垂扭耦合剛度構(gòu)建了軋機(jī)垂扭耦合動(dòng)力學(xué)模型。
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