| 【中文题名】 | 轧机主传动系统的扭振抑制研究 |
| 【英文题名】 | Research on Torsional Vibration Suppression of Steel Rolling Mill System |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-25 |
| 【中关键词】 | 轧机,扭振抑制,二质量系统,内模控制,约束预测控制, |
| 【英关键词】 | rolling mill,torsional vibration suppression,two-mass system,internal model control,constrained model predictive control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 | 随着现代轧钢工业对产品的质量要求越来越高，对轧机传动系统也提出了高精度和高动态性能的技术要求。由于负载扰动的影响和电机与轧辊之间的弹性连接阻碍速度控制系统的性能的提升，特别是在轧机咬钢和产生冲击时，传动系统经常伴随扭振现象。轧机传动的扭振不仅影响轧件的表面质量而且降低了传动系统的疲劳寿命，影响传动系统的安全生产，甚至发生断辊、断轴等事故，造成轧钢机械设备的损坏，是获得高质量、高精度产品的一大障碍。
针对轧机传动系统的扭振问题，本文将传动系统中的机械部分和电气部分作为一个系统来研究。从轧机扭振现象和特征入手，分析了轧机传动系统产生扭振的原因及扭振现象的特征。利用动力学方程对轧机主传动系统建立数学模型，并对控制对象分别建立二质量和多质量系统模型，分析了齿隙及摩擦力对轧机扭振的影响。
考虑轧机主传动系统中连接轴弹性系数及电机等部件弹性变形存在参数不确定性以及干扰量的不确定性。从内模机理分析出发，把系统稳定鲁棒性和品质鲁棒性要求作为内模控制器设计的两个约束条件，推导出满足系统稳定鲁棒性和品质鲁棒性条件的内模控制器，从而得出基于内模控制结构的轧机传动系统鲁棒设计，解决了参数和模型结构不确... |
| 【论文题纲】 |
|
独创性声明 |
3-4 |
|
摘要 |
4-5 |
|
Abstract |
5-9 |
|
第一章 引言 |
9-15 |
|
1.1 课题研究背景及实际意义 |
9-11 |
|
1.2 课题目前的研究现状 |
11-13 |
|
1.3 课题研究的思路及本文的工作 |
13-15 |
|
第二章 轧机传动系统扭振产生的机理 |
15-23 |
|
2.1 扭转振动现象概述 |
15-16 |
|
2.2 轧机振动现象频发原因和特征 |
16-17 |
|
2.2.1 轧机振动现象频发原因 |
16 |
|
2.2.2 轧机扭振型式和基本特征 |
16-17 |
|
2.3 轧机扭振现象 |
17-21 |
|
2.3.1 负载变化引起的扭振现象 |
17-19 |
|
2.3.2 传动控制系统引起的扭振现象 |
19 |
|
2.3.3 其他情况下的扭振现象 |
19-21 |
|
2.4 本章小结 |
21-23 |
|
第三章 轧机传动系统的动力学模型 |
23-45 |
|
3.1 轧机传动系统模型 |
23-27 |
|
3.2 二质量系统模型 |
27-34 |
|
3.2.1 二质量系统的传递函数 |
28-30 |
|
3.2.2 二质量系统的零极点分析 |
30-31 |
|
3.2.3 二质量系统的状态方程 |
31-32 |
|
3.2.4 仿真分析 |
32-34 |
|
3.3 多质量系统模型 |
34-42 |
|
3.3.1 多质量系统的模型建立 |
35-36 |
|
3.3.2 多质量系统固有特性分析 |
36-38 |
|
3.3.3 多质量系统的频域分析 |
38-42 |
|
3.4 齿隙及摩擦力的影响 |
42-43 |
|
3.5 本章小结 |
43-45 |
|
第四章 内模控制在轧机传动系统扭振抑制中的应用研究 |
45-61 |
|
4.1 内模控制概述 |
45-47 |
|
4.2 内模控制器的结构与性质 |
47-51 |
|
4.2.1 内模控制器的结构 |
47-48 |
|
4.2.2 内模控制器性质 |
48-51 |
|
4.3 内模控制器设计 |
51-55 |
|
4.3.1 模型不确定性分析 |
51-52 |
|
4.3.2 控制系统稳定性设计 |
52-53 |
|
4.3.3 控制系统品质性能设计 |
53-55 |
|
4.4 仿真研究 |
55-59 |
|
4.5 本章小结 |
59-61 |
|
第五章 预测控制在轧机传动系统中的应用研究 |
61-73 |
|
5.1 预测控制概述 |
61-64 |
|
5.2 预测控制基本原理 |
64-66 |
|
5.2.1 预测模型 |
65 |
|
5.2.2 滚动优化 |
65 |
|
5.2.3 反馈校正 |
65-66 |
|
5.3 约束预测控制设计 |
66-69 |
|
5.3.1 预测模型 |
66-67 |
|
5.3.2 最优控制律计算 |
67-69 |
|
5.4 仿真研究 |
69-72 |
|
5.5 本章小结 |
72-73 |
|
第六章 结论 |
73-74 |
|
参考文献 |
74-78 |
|
攻读学位期间发表的论文及获奖情况 |
78-79 |
|
致谢 |
79 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.380546 |
