基于非线性反馈的轧机主传动机电耦联扭转系统的分岔控制

针对轧机在轧制过程中轧辊与轧件间润滑条件变化引起系统失稳振荡,以及轧机主传动系统具有复杂机电耦联的特点,应用Lagrange-Maxwell原理建立一类含非线性摩阻的轧机主传动机电耦联扭转系统的非线性动力学方程,利用非线性动态分岔理论,分析该系统的稳定性,给出系统发生Hopf分岔的充要条件及周期运动稳定性的判别方法,分析超临界分岔和亚临界分岔对主传动系统扭转振荡的影响。为抑制传动系统因Hopf分岔引起的失稳振荡,选取驱动电动机定子电压为控制量,引入电动机速度反馈,构造非线性状态反馈控制器,并采用多尺度和谐波平衡法确定控制器参数,对系统的Hopf分岔点进行转移,并控制极限环的稳定性和幅值,该控制方法简单、易实现,数值模拟验证了所设计控制器的有效性。     

轧机主传动机电耦合扭振系统机理分析及影响因素研究

轧机主传动系统作为传递运动和力矩的主要装置,是一个复杂的机电系统,其机电耦合因素是导致轧机扭振异常变化的重要原因之一。此主要研究轧机主传动系统扭转振动的动力学分析,对比分析不考虑电机与考虑电机反馈的主传动系统扭振,从机理分析机电系统的固有属性;然后建立直流电机驱动下的轧机主传动扭振系统力学模型和数学模型;再采用Matlab/Simulink仿真,对主传动扭振系统失稳状态进行研究,进而分析不确定性参数对轧机主传动系统扭振的影响。研究结果可为进一步揭示轧机扭振系统的振荡规律以及控制策略的制定奠定理论基础。     

轧机主传动非线性延时系统的Hopf分岔研究

针对传统轧机主传动系统模型忽略位移延时的缺点,在考虑轧辊与轧件间的非线性摩擦力、阻尼、刚度和系统延时的基础上,建立了轧机主传动非线性延时系统的数学模型。分析了系统的局部稳定性和Hopf分岔的存在性,从理论上得到了系统产生Hopf分岔的延时临界值,通过采用1150型初轧机的实验数据进行对比仿真,证明了实验系统所建模型的正确。从得到的轧机主传动位移延时反馈系统的时间历程图、相图以及分岔图,验证了时延就是一个分岔参数,当时延的取值超过临界值时,轧机主传动位移延时反馈系统产生了Hopf分岔,从而得出了从生产工艺的角度加大轧制速度可以避免延时产生的不良影响,为进一步研究、控制轧机主传动系统提供了新思路。     

轧机主传动位移延时反馈系统的Hopf分岔研究

在考虑轧机前后张力差造成的阻力矩基础上,针对传统轧机主传动系统模型忽略位移延时的缺点,建立了轧机主传动位移延时反馈系统的数学模型。分析了系统的局部稳定性和Hopf分岔的存在性,从理论上得到了延时临界值,并通过实验仿真得出的时间历程图、相图以及分岔图验证了当延时等于临界值时,轧机主传动位移延时反馈系统确实产生了Hopf分岔,从而得出了从生产工艺的角度加大轧制速度可以避免延时产生的不良影响,为进一步研究、控制轧机主传动系统提供了新思路。     

轧机主传动系统扭振仿真分析

以1500mm轧机为例,建立了轧机主传动系统的力学模型及数学模型,并用数值积分和数值仿真方法对其参数进行计算。分析了咬钢时间、阻尼、间隙以及齿轮啮合刚度对轧机主传动系统扭振的影响。     

轧机主传动系统扭振计算研究及软件开发

根据现代轧机理论，对轧机主传动系统的固有频率、振型进行研究并用迭代法对其模型求解。对轧机咬钢、抛钢冲击产生的瞬态扭振响应及扭矩放大系数进行求解。从而帮助设计师调整各个部分的参数，保证轧机的安全运行。     

轧机主传动系统扭振计算研究及软件开发

根据现代轧机理论,对轧机主传动系统的固有频率、振型进行研究并用迭代法对其模型求解.对轧机咬钢、抛钢冲击产生的瞬态扭振响应及扭矩放大系数进行求解.从而帮助设计师调整各个部分的参数,保证轧机的安全运行.     

轧机主传动系统扭振计算研究及软件开发

根据现代轧机理论,对轧机主传动系统的固有频率、振型进行研究并用迭代法对其模型求解。对轧机咬钢、抛钢冲击产生的瞬态扭振响应及扭矩放大系数进行求解。从而帮助设计师调整各个部分的参数,保证轧机的安全运行。     

四辊板带轧机主传动系统扭振分析

本文采用了霍尔寿（ＨＯＬＺＥＲ）计算方法，通过建立和简化的力学模型、编制程序、计算出结果，并实际测定了主传动系统的固有频率，最后进行了电算与实测结果的比较。     

1580mm轧机主传动系统扭振研究

从机械系统动力学的角度出发,对1580 mm热连轧机组的第二机架主传动系统的扭振进行了仿真计算。把主传动系统抽象成集中参数系统,用拉格朗日方程建立了扭振的数学模型,用Matlab软件计算出了系统扭振的固有频率和主振型,证实该主传动系统的动力设计是合理的。     

面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究

电主轴系统存在复杂的机电耦合作用,若系统机电参数匹配不当,将引起机电耦合振动,导致系统稳定性下降,工件加工表面质量降低。利用将电动机与主轴系统机械特性分离的动力学分析方法难以对系统的机电耦合振动进行有效的分析评价,也难以实现系统机电特性的优化匹配。提出基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法,利用所提出的方法研究磨削电主轴系统逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮机械参数对脉动转矩及定子电流频谱特性的影响,并在凸轮轴磨床上进行试验。揭示系统机电耦合振动的物理机制,提出通过优化逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮参数抑制机电耦合振动的方法。经理论与试验分析证实,通过优化逆变器工作参数可有效抑制机电耦合振动,提高系统匹配特性和磨削质量,从而证实所提出的基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法是有效可行的。     

热连轧机机电液耦合振动控制

全世界薄板坯连铸连轧机在轧制薄规格带钢时都出现不同程度的严重振动现象,导致带钢和轧辊生成明显振痕,从而影响企业的产品质量、外部形象和经济效益。利用自制综合遥测系统对轧机振动参数、力能参数、电参数和工艺参数等进行全面的现场综合测试,经过对测试信号的时域分析和频域分析获得振动的特征及规律;通过理论研究和仿真研究,发现轧机确实存在扭垂耦合振动、机电耦合振动和液机耦合振动现象,确定轧机振动的性质为机电液多态耦合振动。据此对电气传动控制系统和AGC系统进行参数修改和优化,将设计的二阶扭振抑制器应用在主传动控制系统中和对AGC参数进行优化,辊系振动明显降低,有效地抑制了轧机机电液耦合振动现象,取得了显著的经济效益和社会效益。     

旋转机械耦合传动系统参激振动分析与控制

以一类旋转机械传动系统的扭振为研究对象,考虑轴系时变刚度变化和非线性摩擦阻尼力的影响,根据Lagrange原理建立了一类旋转机械传动系统的耦合非线性动力学方程,利用多尺度方法推导出了系统的平均方程,并根据Hopf分岔理论给出了系统发生Hopf分岔的充要条件及周期运动稳定性的判别方法,分析了参数共振和内共振条件下系统的分岔特性。为抑制传动系统因亚临界Hopf分岔引起的失稳振荡,引入非线性反馈控制,对系统的Hopf分岔点进行转移并控制周期运动的稳定性和幅值。研究结果为非线性旋转机械参激振动的分析及控制提供了有效方法。     

考虑电机内部因素影响的轧机主传动系统机电耦合振动特性研究

针对轧机主传动系统振动研究往往忽略电机自身因素影响这一问题,考虑三相异步交流电机中漏磁系数、定子时间常数、转子时间常数和空气摩擦系数等电机内部参数,并融入电机内部转子空气摩擦这一非线性因素,建立了交流电机-轧机主传动系统机电耦合数学模型。利用数值方法分析了漏磁系数、定子时间常数、转子时间常数、空气摩擦系数对于轧机主传动系统振幅与调节时间的影响。     

电-磁耦合磁悬浮控制系统Hopf分岔与控制器设计

根据磁悬浮系统的动态特性,首先提出了具有非线性鲁棒 Ｐ Ｉ Ｄ 控制器的电 磁耦合磁浮系统的动力学模型,从理论上分析了此系统产生分岔时的复杂动力学行为,给出了 Ｈｏｐｆ分岔的参数条件,及控制器参数选取域,以使当参数在某一给定范围内变化时,系统始终保持在渐近稳定的平衡态,且通过对具体磁悬浮系统的数值仿真,表明此电 磁耦合控制系统的动力学行为很复杂,对它进行分析是实现稳定控制的关键,仿真结果与理论分析完全相符;本文的分析对磁悬浮控制系统的进一步设计、稳定控制有理论指导意义。     

轧机主传动系统强非线性扭振研究

建立含非线性刚度的两自由度轧机主传动系统扭振模型,通过参数代换得到该系统的强非线性动力学方程。应用能量迭代法得出系统存在主振动和亚谐振动周期解的必要条件,并求解此二阶强非线性非自治系统的频响函数及解析近似解。以某厂3800轧机主传动系统为例,利用数值仿真研究了非线性刚度、线性阻尼、扰动力矩对系统主振动和1/3次亚谐振动幅频特性的影响规律。研究结果为分析此类含非线性刚度的轧机主传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。     

立辊轧机主传动系统扭振的数值分析

由于轧制工艺的改进,某厂立辊轧机主传动系统需要承受更大的轧制力矩.因此该传动系统的强度如何是问题的关键,文中对轧机的传动系统的动态性能进行了分析,为轧机承受重负荷下的安全运行提供了可靠的依据.     

冷轧机传动系统振动测试与控制策略

针对某厂单机架冷轧机在轧制升速、稳速阶段存在的主机、卷取机电枢电流波动异常现象,使用霍尔传感器对轧机主传动直流调速系统的直流侧电枢电流进行检测.检测数据由数字示波器观测、导出并进行频谱分析.经对测试结果和所有可能外部扰动的分析发现,该轧机传动系统电流大范围波动主要是由于主传动系统的扭转振动以及外来负荷扰动.通过对振动频率的分析、配置速度环滤波时间常数和调整电流环比例系数之后,对轧机的扭振以及电流波动异常得到了很好的抑制,电流波动范围控制在士3％以内.