基于局域均值分解的轧制力响应频率提取

在轧制生产过程中,轧制力信号是用于轧件厚度控制的基本信号,该信号包含有大量其他信息,这些信息主要通过频率和幅值表示,其中频率信息也反映了轧机在轧制力传感器安装点处的综合响应。采用局域均值分解（LMD）时频分析的方法,先将频率信息的实测信号进行LMD分解,再利用希尔伯特变换求取各个乘积函数（ P F）分量的瞬时频率,最后通过对多组轧制力传感器实测数据的求解得到该综合响应中各频率的大小。利用这一方法,对某厂1700 m m五机架冷连轧四辊轧机第一机架的多卷轧制力传感器数据的频率信息进行提取,得到其响应的基频为8．5Hz,三倍频为25．5Hz。     

基于EMD的轧机垂直振动测试分析

根据热连轧机生产过程,采用压电振动传感器检测轧机辊系的垂直振动,通过对信号进行非线性信号处理——EMD分解,得到信号的时频谱和边际谱.结果表明:在采样点数为9000-24000之间还存在着频率为25-35Hz之间的振动,在14Hz附近存着较明显的振动现象.     

超宽轧机对不同宽度带钢板形调控特性分析

为分析某2 250 mm热连轧机针对不同宽度带钢的板形调控特性,建立了该轧机下游机架的有限元模型,利用模型计算出下游机架对于不同带钢宽度的板形调控特性.结合现场实际数据验证了模型精度.对现场数据分析后指出当前弯辊力设定范围过小、下游机架的CVC辊形的等效凸度不合理.研究结果可为现场板形控制与辊形改进提供理论支持.     

2150热连轧机机架强度刚度和振动分析

针对2150热连轧机组第3架轧机轧制过程中发生的振动问题,对机架的强度和刚度进行了计算,推导了轧机机架第一阶固有频率的计算公式,计算结果为10．978Hz,对快速计算机架固有频率具有重要意义;并且应用有限元法对机架进行动力学特性分析,计算结果表明,两种方法所得的固有频率比较吻合,从而为轧机机架的设计提供了依据。     

基于最小二乘法的热连轧机振动信号分析

为解决某热连轧机组在提高控制系统增益后发生异常振动故障这一问题,首先对相关部位进行了振动测试和测试信号的谱分析,获得了异常振动信号的特征.在此基础上将最小二乘法的辨识方法应用于热连轧机的异常振动故障诊断,建立了基于最小二乘法的热连轧机ARX故障诊断模型并通过了模型检验.对故障模型的稳定性分析表明:正常轧制状态下运行的系统是稳定的,而在提高增益后发生异常振动时系统极点非常靠近虚轴.从模型结构上来看,两者最明显的区别是纯延时的差异,纯延时破坏了系统的稳定性,形成了轧机的自激振动.同时也表明最小二乘法在解决大型复杂机电系统故障诊断问题的可行性和优越性.     

基于ARX模型的控制系统辨识及稳定性分析

应用系统辨识技术,基于ARX模型,建立了热连轧机液压压下控制系统的动态数学模型.系统的输入和输出数据分别采用轧机压下闭环系统电液伺服阀控制信号和辊缝位移信号;模型的参数估计采用最小二乘估计法(LSCE),模型阶的辨识采用赤池信息准则(AIC).使用数据验证模型3步预测输出数据,并与实际测量数据对比研究了辨识模型的拟合精度,采用残差分析法检验了模型的有效性.仿真分析结果表明:辨识的模型是有效的.建立的轧机压下控制系统的数字化模型是计算机仿真分析的基础,也是控制器优化设计的依据,同时也为研究轧机振动特性提供了重要手段.     

某热轧厂精轧机组故障分析

通过对某热轧厂F1轧机减速箱和F6精轧机组人字齿轮座典型位置振动信号的实测和频谱分析,发现F1减速机本身及人字齿轮座均无明显故障,但钢坯咬入时轧机机组受到巨大冲击;F6轧机在咬钢和抛钢瞬间存在强大冲击振动,F6齿轮座振动过大的原因是由接轴不平衡而并非齿轮出现调节误差所造成的.建议通过调整F1轧机机前辊道输送速度以降低钢坯咬入时对轧机的冲击,并做现场动平衡试验调节节轴平衡,以减小轧机机组在咬钢与抛钢时产生的冲击振动.     

热连轧机主传动系统机电耦合振动抑振器研究

热连轧机主传动系统机电耦合振动现象受到诸多因素影响,由于问题的复杂性,至今尚无通用的抑制轧机振动的通用方法。针对这一现状,试图利用对轧机主传动耦合振动进行控制。首先建立轧机主传动机电耦合仿真模型;然后在控制系统中加入扩张状态观测器;最后通过参数调整获得较满意的仿真结果。得出利用扩张状态观测器可以有效抑制热连轧机主传动系统的机电耦合振动,为轧制薄规格和变形抗力较大的带钢提供保障。     

四辊轧机机架有限元分析

采用有限元方法对四辊轧机机架进行应力和变形分析。结果表明,机架上横梁压下螺母孔顶部过渡圆弧处是应力最大的部位,该部位应力梯度大、过渡圆弧半径很小,必须采用子模型方法进行精确计算;辊系轴承座施加给机架立柱的侧向力对机架窗口水平方向的变形有很大影响,只有计及侧向力的作用,才能精确计算出机架窗口的变形。     

六辊轧机辊系弹性变形研究

在板带轧制中,轧机辊系弹性变形是影响板形质量的重要因素.以弹性基础梁理论为基础,将辊间接触及工作辊与轧件间的接触采用弹簧模拟其力学模型,从而获得六辊冷轧机辊系弹性变形的解析数学模型;提出了一种将轧件断面形状分布与轧制压力分布耦合的迭代计算轧机辊系弹性变形和轧件最终断面形状的方法,利用MSC. MENTAT/MARC软件建立了六辊轧机辊系弹性变形的非线性接触有限元模型.计算结果表明:采用解析法、有限元法计算出的轧件断面形状与现场实测出的轧件断面形状及板带凸度数值相近,这说明研究方法和模型的有效性.     

1780热连轧机轧辊的动力学分析

以1780热连轧机机组第五架轧机在轧制过程中发生振动为背景,建立轧辊三维模型,利用ANSYS软件对其进行动力学分析,计算出工作辊和支承辊的各阶模态参数。工作辊的第3阶和第11阶振型纵向变形较大,造成较大辊缝,对轧制厚度影响最大;支承辊的第1阶和第7阶振型轧辊纵向位移明显,五倍频振动是带材或轧辊表面产生明暗条件原因。     

1780热连轧机机座系统的动力学分析

以1780热连轧机机组第五架轧机在轧制过程中发生振动为背景,建立其弹簧质量模型。利用AN—SYS软件对轧机机座系统进行动力学分析,计算出其各阶模态参数。第2,3,6阶主振型上下工作辊运动方向相反,第2阶主振型频率为124．62Hz,同三倍频振动特征有较好的吻合,易于形成轧制厚度波动。本文的研究可为轧机机座系统的动力学分析寻找出一条新思路。     

四辊轧机电液辊缝系统变刚度建模与控制研究

针对轧机压下缸行程变化带来的变刚度问题,借助轧制区动力学关系的引入,讨论了四辊轧机辊缝控制的机电液系统数学模型和控制要点。通过仿真与实测对比,验证了模型的有效性;以全工况下系统响应特性一致为目标,通过引入位移正反馈补偿,得到了改善大范围变刚度辊缝控制系统响应的方法;实测数据表明,所述方法能满足目标要求。最后简要讨论了用于提高板厚精度的自适应模型控制方法,并给出了实例。     

六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制弯辊力模型

为满足新一代高技术冷连轧机宽幅电工钢薄板等高端板材“Dead flat”矩形断面超平材超高板形质量要求,采用显式动力学有限元法建立六辊冷连轧机一体化仿真模型,利用现场工业轧制试验数据验证有限元模型的准确性,定量分析电工钢完整轧制过程中不同轧制因素对有载辊缝凸度的影响规律;基于6辊UCM冷轧机板形控制机理和课题组自主设计的EDW-N(Edge Drop Control Work Rolls for Non-shifting of the Work Rolls)工作辊非窜辊辊形建立六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制的弯辊力数学模型;由有限元仿真与现场工业轧制试验结果确定了六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制弯辊力数学模型的参数,并验证了其准确性;某大型1 420 mm六辊冷连轧机生产应用现场连续检测反馈数据表明：取得电工钢高精度出口凸度均值C15≤7μm的比例从38.58%提高到67.74%的显著生产实绩,充分发挥了六辊冷连轧机的高精度板形控制能力,可在很大调节范围内对板形质量进行调控,为解决无工作窜辊的6辊UCM冷连轧机宽幅电工钢薄板矩形断面控制瓶颈难题提供了解决方案和实现路径。     

轧机垂直振动三倍频颤振的分析与研究

基于轧机的实际振动情况,建立了轧机工作辊的单自由度模型,对三倍频颤振进行了分析仿真.根据轧制界面的受力,通过引起负阻尼的公式得出了速度对三倍频颤振的抑制方法.     

多干扰源下热连轧机主传动系统扭振问题研究

针对热连轧机主传动系统扭转振动问题,考虑非线性刚度及阻尼项,建立连轧机在电机谐波干扰及负载谐波干扰下的主传动系统扭转动力学模型。采用多尺度法求解非线性动力学系统的1/2倍亚谐、2倍超谐及组合共振幅频响应方程。以某钢企中1 580 mm热连轧机F2主传动系统为例,分析实际参数下不同非线性刚度、非线性阻尼、电机扰动及线性阻尼对主传动系统亚谐、超谐及组合共振的幅频响应的影响。研究结果为揭示热连轧机主传动系统非线性动力学特性问题机理提供实用参考。     

热连轧轧机主要静态技术参数的测量方法与应用

对影响热轧轧机技术状态的主要静态技术参数进行了分析与评估,并对某中板厂2 800 mm中板轧机轴承座侧间隙、轧机机架的沉降、轧辊的水平度、轧辊辊系偏心等主要参数进行了现场测量和分析,为同类轧机维护维修和技术改造提供理论和实际依据。     

六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

在线确定增益系数α的试验研究结果与分析

针对轧制过程中自适应控制指数平滑法在线确定增益系数α进行探讨,提出用数理统计中未知方差σ~2的参数区间估计方法确定实测数据的置信概率,用参数寻优得到增益系数α的值,建立实测数据置信概率和增益系数α之间的定量关系,并在φ130二辊可逆式实验轧机上进行试验,收到了预期的自适应效果。     

用解析法分析立辊轧机冲击振动信号

为降低复杂信号模型识别困难,采用把线性参数和非线性参数分开识别的方法．该法可用于对立辊轧机冲击振动加速度信号的识别．通过识别到的加速度信号解析式,可得到振动速度及振动位移．该解析法具有较高的消噪能力,并可识别出高精度的轧机系统振动模态参数．