軋機主傳動系統(tǒng)沖擊扭振及機電耦合振動特性研究.pdf

1、軋制生產(chǎn)過程中頻繁出現(xiàn)的扭振失穩(wěn)現(xiàn)象是一個迫切需要解決的行業(yè)難題。本課題以板帶軋機為研究對象，深入研究主傳動非線性沖擊扭振系統(tǒng)的動力學(xué)行為，從機理上研究扭振的特征和規(guī)律；并從機電耦合角度，研究系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)參數(shù)及負載端非線性摩阻變化誘發(fā)的失穩(wěn)自激振蕩；為抑制自激振蕩，基于分岔控制理論設(shè)計控制器，對軋機機電耦合振動控制策略進行了研究。
　　首先，研究軋機傳動系統(tǒng)扭振產(chǎn)生機理，基于廣義耗散系統(tǒng)Lagrange原理，建立考慮非線性剛度、非

2、線性阻尼及雙重非線性的主傳動扭振動力學(xué)方程，為進一步研究軋機扭振奠定基礎(chǔ)。
　　其次，針對負荷擾動引起的軋機沖擊扭振，建立含非線性剛度及非線性阻尼的主傳動系統(tǒng)沖擊扭振模型，分析其穩(wěn)定性，采用多尺度法對沖擊響應(yīng)進行求解，通過對扭振響應(yīng)的數(shù)值仿真研究非線性因素對沖擊扭振的影響規(guī)律，得出抑制沖擊扭振的方法。
　　再次，從機電耦合角度出發(fā)，針對交流電機驅(qū)動的軋機主傳動系統(tǒng)存在的低頻失穩(wěn)振蕩，建立電磁能與機械能耦聯(lián)作用的主傳動系統(tǒng)非線

3、性動力學(xué)方程，采用多尺度和諧波平衡法求解系統(tǒng)的近似解析解，不經(jīng)中心流形直接得到原系統(tǒng)的規(guī)范形，運用動態(tài)分岔理論研究周期解和概周期解的穩(wěn)定性，給出穩(wěn)定域邊界條件，為軋機平穩(wěn)運行提拱理論依據(jù)。
　　最后，針對負載端非線性摩阻引起的失穩(wěn)振蕩，基于Lagrange-Maxwell原理建立含非線性摩阻的主傳動機電耦合動力學(xué)方程，研究系統(tǒng)發(fā)生Hopf分岔的充要條件及周期運動穩(wěn)定性的判別方法，并構(gòu)造狀態(tài)反饋控制器，采用多尺度和諧波平衡法確定控制