【摘要】：軋輥偏心是影響現(xiàn)代高精度板帶軋制厚度質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一,要想進(jìn)一步提高板帶軋機(jī)的板形及厚度質(zhì)量,必須對軋輥偏心擾動(dòng)加以抑制及補(bǔ)償控制。由于軋輥偏心信號是混雜在各種擾動(dòng)和隨機(jī)信號之中的復(fù)雜高頻周期信號,軋輥偏心進(jìn)行補(bǔ)償控制的效果取決于如何從復(fù)雜的軋制力信號中準(zhǔn)確提取出微弱的偏心信號,即軋輥偏心信號準(zhǔn)確提取是偏心補(bǔ)償控制的關(guān)鍵。為此,本課題針對現(xiàn)有各類軋輥偏心信號提取方法的局限性,提出采用現(xiàn)代空間譜估計(jì)中的子空間分解類算法來研究軋輥偏心信號提取問題,并對該類算法進(jìn)行了融合與改進(jìn),通過理論分析、仿真及實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合來驗(yàn)證提取軋輥偏心信號的有效性和精確性,該類算法尤其在頻率分辨率和抗噪聲兩個(gè)方面要比FFT法具有較好的優(yōu)越性。論文工作的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究成果如下： 1)針對FFT法在軋輥偏心提取中存在頻率分辨率低且消噪效果不佳的局限性,本文提出改進(jìn)型的噪聲子空間MUSIC算法應(yīng)用于軋輥偏心信號提取。從應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新的層面,重點(diǎn)研究基于Root-MUSIC法和Prony法相融合的軋輥偏心信號提取新方法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法結(jié)合的有效性,分辨率高、抗噪性強(qiáng)。 2)為了減小計(jì)算量,提高算法的實(shí)時(shí)性,便于實(shí)際工程的應(yīng)用。本文提出改進(jìn)型的信號子空間ESPRIT算法應(yīng)用于軋輥偏心信號提取。基于信號子空間的ESPRIT算法與基于噪聲子空間的MUSIC法相比,不再考慮信號子空間與噪聲子空間之間的關(guān)系,無需進(jìn)行譜峰搜索,為此提高了算法的實(shí)用性。仿真分析出三種ESPRIT方法在不同陣元數(shù)和不同信噪比下的頻率估計(jì)性能。 3)針對軋輥偏心信號實(shí)際可能存在非平穩(wěn)性質(zhì)和測量噪聲有色的性質(zhì),經(jīng)典的二階統(tǒng)計(jì)量子空間類算法存在有偏性和非一致性的問題,本文提出高階累計(jì)量MUSIC法和Prony法相融合并應(yīng)用于軋輥偏心信號提取。采用基于高階累積量的MUSIC法對偏心信號進(jìn)行空問分解達(dá)到降階的效果,能夠有效地抑制噪聲,在信噪比低時(shí)仍具有高的頻譜分辨率,能準(zhǔn)確提取出偏心諧波的頻率及諧波的個(gè)數(shù)。然后使用Prony方法進(jìn)一步估計(jì)偏心信號的各次諧波幅值和相位,彌補(bǔ)了Prony法對噪聲的敏感的弱點(diǎn)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該融合方法的有效性。 以某廠熱軋生產(chǎn)線為背景,采用現(xiàn)場軋制力數(shù)據(jù),驗(yàn)證了基于高階累計(jì)量MUSIC和Prony融合方法提取軋輥偏心信號具有很好的實(shí)際效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能準(zhǔn)確地提取了相近頻率成分及高次偏心諧波分量參數(shù),且去噪效果明顯,使重構(gòu)偏心信號的精度很高,偏心補(bǔ)償后的效果明顯優(yōu)于FFT法。
【圖文】：

棍身的非理想兒何形狀造成的偏心，實(shí)際情況可能是兩者綜合影響的結(jié)果圖2-1和圖2-2描繪了其+規(guī)則形狀，其包括以K兒方面1)支撐輯軸承偏心：這是相對棍身或軸承與軸承之間；2)乳棍橢圓度：是由支撐棍和工作貓棍:??之間最大直徑和最小直徑的存在差值而引起的；3)支撐棍軸承旋轉(zhuǎn)套筒的偏心及套筒圓周的不均久！性，，而套筒偏心是針對軋棍軸承和貓身而言；4)銀t)!和軸承圓周的均6J性；5)乳棍軸承中軸頸的不均句性。Pi—.r "I——,_1T — ；3 ?2 r. L "HF?一 J I ?、-1—圓柱面；2—錐度面；3—輯身；圖2-1軋機(jī)支撐棍表面示意圖-18-

力與札制力大小相等，方向相反，而且此力通過禮棍軸承等零部件傳到整個(gè)機(jī)架。如圖2-4所示圖2-4彈跳現(xiàn)象圖巾// 一一帶鋼入口厚度；P 一一乳制力；h——帶鋼出口厚度；S。一一空載棍縫；設(shè)‘S。是原始描縫寬度，F(xiàn)為軋制力，軋件在F的作用下開始乳制，由于在軋制力的作用下禮機(jī)機(jī)座也會(huì)發(fā)生彈性形變，增大輔縫寬度，使接觸乳件的乳棍發(fā)生形變，呈現(xiàn)凹狀態(tài)。由于機(jī)座彈性形變，減小了實(shí)際的壓下量，-20-
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG334.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2564061