本文關(guān)鍵詞：基于輥縫耦合特性的連軋機(jī)振動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：連軋機(jī)普遍存在振動(dòng)問題。軋制板帶越薄、速度越高，振動(dòng)問題就越嚴(yán)重。連軋機(jī)的振動(dòng)問題主要表現(xiàn)為壓下系統(tǒng)的垂直振動(dòng)和主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，在以往軋機(jī)振動(dòng)的研究中,由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于垂直振動(dòng)頻率，一般是將軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振和軋機(jī)機(jī)座的垂振分開來研究。然而隨著軋制速度的提高，垂扭耦合振動(dòng)將不可避免。揭示軋機(jī)垂振和扭振之間的相互影響，，是軋機(jī)振動(dòng)研究領(lǐng)域的新課題。 本文以某型軋機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和垂直壓下系統(tǒng)分別進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，并建立了垂扭耦合振動(dòng)模型。主要研究內(nèi)容如下： （1）對(duì)軋機(jī)垂直振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析，建立軋輥和機(jī)架的動(dòng)力學(xué)模型，為垂扭耦合動(dòng)態(tài)模型的建立，提供基礎(chǔ)。 （2）分析了軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振產(chǎn)生機(jī)理，建立了研究軋機(jī)的基于集中參數(shù)建模方法多級(jí)分支式集中參數(shù)系統(tǒng)模型和單支直串式集中參數(shù)系統(tǒng)模型，運(yùn)用機(jī)械動(dòng)力學(xué)原理，對(duì)建立的扭振系統(tǒng)模型進(jìn)行求解，并對(duì)結(jié)果仿真分析。 （3）對(duì)垂振和扭振系統(tǒng)以及軋制界面機(jī)理進(jìn)行了探索，研究基于輥縫非穩(wěn)態(tài)潤滑狀態(tài)的動(dòng)態(tài)軋制力，包括輥縫的幾何模型及應(yīng)力分布情況。在上述分析的基礎(chǔ)上，建立垂扭耦合狀態(tài)方程描述的數(shù)學(xué)模型，在軋機(jī)的幾個(gè)線性化假設(shè)的條件下，推導(dǎo)出振動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣，并轉(zhuǎn)化為狀態(tài)方程描述的垂扭振動(dòng)綜合系統(tǒng)。其次，對(duì)建立的狀態(tài)方程進(jìn)行分析，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在線性范圍內(nèi)，通過狀態(tài)反饋解耦控制器設(shè)計(jì)，對(duì)耦合模型進(jìn)行解耦，并利用Matlab/Simulink分析軟件，對(duì)解耦效果進(jìn)行驗(yàn)證。 本文的研究結(jié)果揭示了軋機(jī)垂振和扭振之間的相互關(guān)系，建立了垂扭耦合模型，并通過控制器設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行解耦，得到了耦合模型的動(dòng)態(tài)特性，為軋機(jī)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：軋機(jī) 軋制界面 垂扭耦合 動(dòng)力學(xué)模型 狀態(tài)空間反饋
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題背景10
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究目的及意義10
• 1.2 軋機(jī)振動(dòng)及輥縫動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 軋機(jī)垂直振動(dòng)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 軋機(jī)輥縫的動(dòng)力學(xué)特性13-14
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 軋制過程基本參數(shù)及軋機(jī)振動(dòng)基本理論16-26
• 2.1 軋制時(shí)變形區(qū)內(nèi)金屬變形概述16-18
• 2.1.1 金屬塑性變形條件—塑性方程式16-17
• 2.1.2 軋制時(shí)變形區(qū)內(nèi)金屬的應(yīng)力狀態(tài)17-18
• 2.2 軋制過程基本參數(shù)18-22
• 2.2.1 軋制過程變形區(qū)及其參數(shù)18-19
• 2.2.2 軋制過程變形系數(shù)19
• 2.2.3 軋制時(shí)的前滑與后滑19-21
• 2.2.4 軋制過程方程的建立21-22
• 2.3 軋機(jī)振動(dòng)理論22-25
• 2.3.1 機(jī)械振動(dòng)基本理論22-23
• 2.3.2 軋機(jī)振動(dòng)基本理論23-24
• 2.3.3 自激振動(dòng)原理24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 軋機(jī)垂直振動(dòng)分析26-33
• 3.1 軋機(jī)垂直振動(dòng)系統(tǒng)簡介26-28
• 3.1.1 三倍頻程振動(dòng)機(jī)理26-27
• 3.1.2 五倍頻程振動(dòng)機(jī)理27-28
• 3.2 機(jī)架與輥系的振動(dòng)模型28-32
• 3.2.1 機(jī)架和輥系的六自由度集中質(zhì)量參數(shù)振動(dòng)模型28-31
• 3.2.2 工作輥系的單自由度振動(dòng)模型31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 4 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)分析33-48
• 4.1 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)概述33-34
• 4.2 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)現(xiàn)象34-35
• 4.3 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究35-41
• 4.3.1 軋機(jī)扭振系統(tǒng)模型研究35-40
• 4.3.2 軋機(jī)扭振系統(tǒng)的兩自由度動(dòng)力學(xué)模型研究40-41
• 4.4 軋機(jī)二質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有特性分析41-47
• 4.4.1 二質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)43
• 4.4.2 二質(zhì)量系統(tǒng)的零極點(diǎn)分析43-45
• 4.4.3 二質(zhì)量系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程45-46
• 4.4.4 仿真結(jié)果分析46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 軋機(jī)垂扭耦合機(jī)理分析及建模48-64
• 5.1 軋機(jī)垂扭耦合機(jī)理分析48-51
• 5.1.1 軋機(jī)輥縫模型48-49
• 5.1.2 變形速度與相對(duì)壓下量49-51
• 5.2 基于輥縫耦合特性的垂扭振動(dòng)模型51-58
• 5.2.1 輥縫幾何模型52-53
• 5.2.2 變形區(qū)非穩(wěn)態(tài)潤滑摩擦模型53
• 5.2.3 變形區(qū)應(yīng)力分布模型53-56
• 5.2.4 垂扭耦合模型的建立56-58
• 5.3 耦合模型參數(shù)的確定58-60
• 5.4 狀態(tài)空間模型描述的數(shù)學(xué)模型60-63
• 5.4.1 病態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化60-62
• 5.4.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可控性可觀測性分析62-63
• 5.5 本章小節(jié)63-64
• 6 軋機(jī)垂扭耦合振動(dòng)模型解耦及仿真分析64-73
• 6.1 基于不變性原理的解耦思想64-65
• 6.2 基于狀態(tài)反饋解耦的垂振與扭振解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)65-68
• 6.2.1 解耦控制方式65-66
• 6.2.2 解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)66-68
• 6.3 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真過程68-69
• 6.4 解耦控制器仿真優(yōu)化及結(jié)果69-72
• 6.5 小結(jié)72-73
• 7 總結(jié)與展望73-75
• 7.1 全文總結(jié)73-74
• 7.2 未來展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果80-81
• 致謝81-82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于輥縫耦合特性的連軋機(jī)振動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：264837