含间隙多自由度轧机传动系统非线性扭振动力特性

建立含间隙多自由度轧机传动系统非线性扭振动力学模型,通过坐标变换将非线性方程组解耦成独立方程,采用改进的林滋泰德—庞加莱法(Modified Lindstedt-Poincare,MLP)法求解轧制负载摩擦和外扰激励下非线性系统的解析近似解,并运用MLP法与多尺度法相结合的方法得到该系统的分岔响应方程。采用奇异性理论研究系统在非自治情形下的分岔特性,得到不同参数下系统的分岔形态以及保持轧机稳定振动的参数区域。以某厂1780轧机传动系统为实际算例,将其简化成4自由度非线性扭振模型,通过实际参数分析非线性刚度、间隙量、扰动力矩以及轧制力变化对传动系统扭振幅频响应的影响。其中,扰动力矩与间隙量是影响轧机传动系统扭振的主要因素,通过控制扰动力矩及间隙量可以降低扭振的幅值。研究结果为含间隙的轧机传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。

多自由度轧机传动系统非线性非主共振扭振特性

建立含参激多自由度轧机传动系统非线性扭振动力学模型,通过坐标变换将非线性方程组解耦成独立方程,采用多尺度法得到电机扰动力矩和轧制负载力矩共同作用下非线性系统的幅频响应方程。以某厂1780轧机传动系统为实际算例,将其简化成4自由度非线性扭振模型,通过实际参数分析了非线性刚度、非线性阻尼、接轴倾角、电机扰动力矩以及轧制张力波动对传动系统超谐波共振、亚谐波共振及组合共振幅频特性的影响。用数值仿真与解析结果相比较,验证解析方法的有效性。研究结果为外扰影响下的轧机传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。

含参激多自由度轧机传动系统非线性动力学特性

建立含参激多自由度轧机传动系统非线性扭振动力学模型,通过坐标变换将非线性方程组解耦成独立方程,应用Melnikov函数法给出谐波周期扰动力矩下系统出现混沌运动的条件。以某厂1780轧机传动系统为实际算例,将其简化成4自由度非线性扭振模型,通过理论分析和数值仿真对系统在电机扰动力矩、非线性刚度以及非线性阻尼影响下的分岔行为和混沌运动进行研究。运用分岔图、最大Lyapunov指数方法、相轨迹和Poincaré截面图对系统的全局动力学特性进行分析。结果表明,电机扰动力矩、非线性刚度以及非线性阻尼在一定范围变化时系统由周期倍化分岔、准周期运动直至混沌运动,同时出现间歇混沌现象。通过分析揭示了非线性扭振系统存在着复杂的分岔结构和混沌运动,为深入研究轧机传动系统非线性动力学行为的全局性态提供参考。

轧机传动系统的远程故障诊断系统应用研究

介绍一种基于Internet的轧机传动系统的远程故障诊断系统的具体解决方案。该系统实现了对大量实时数据的动态显示、传输以及防火墙穿越等问题。

具有不确定性的轧机传动系统预测控制设计

针对轧机传动系统存在参数不确定性和负载扰动的特点,建立了轧机传动系统的状态空间模型,提出采用预测控制方法提高轧机传动系统的鲁棒性,构建了基于预测控制的轧机传动系统控制策略。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了基于状态反馈的轧机传动系统预测控制器设计方法,并通过引入状态变量的衰减律来提高闭环系统的响应速度。仿真结果表明,该预测控制器不仅有效地抑制了负载扰动的影响,同时对轧机传动系统内部参数摄动也具有较强的鲁棒性。

交-交变频在轧机传动系统的应用及典型故障分析

简要介绍了全数字矢量控制交-交变频调速系统的组成及应用情况,并对出现过的典型故障进行简要介绍,对于类似的故障排查及处理有帮助意义。某型钢生产线四台轧机主电动机变频装置均选用交-交变频装置,由国内制造,采用西门子SIMANDYND全数字控制系统硬件及软件,功率单元采用国内组装及调试,其造价大大降低,

基于Internet的轧机传动系统的远程故障诊断系统应用研究

介绍了一种基于Internet的轧机传动系统的远程故障诊断系统的具体解决方案。该系统实现了对大量实时数据的动态显示、传输以及防火墙穿越等问题。通过试运行证明该系统具有较好的安全性 ,良好的可移植性、可扩充性和稳定性 。

轧机主传动系统强非线性扭振研究

建立含非线性刚度的两自由度轧机主传动系统扭振模型,通过参数代换得到该系统的强非线性动力学方程。应用能量迭代法得出系统存在主振动和亚谐振动周期解的必要条件,并求解此二阶强非线性非自治系统的频响函数及解析近似解。以某厂3800轧机主传动系统为例,利用数值仿真研究了非线性刚度、线性阻尼、扰动力矩对系统主振动和1/3次亚谐振动幅频特性的影响规律。研究结果为分析此类含非线性刚度的轧机主传动系统扭振特性提供一定的理论指导和参考。

轧机机电传动系统电机速度鲁棒跟踪控制

针对含有电枢反应非线性、参数不确定性和负载干扰的板带轧机机电传动系统扭振模型,基于H∞理论,根据LMI(Linear Maxtrix Inequality)方法和相关引理,得到了状态反馈控制器存在的充分条件,提出了系统稳态矩阵近似矩阵的概念,进而根据系统稳态矩阵近似矩阵的不同选定方法,结合给出的充分条件,求解得到了3个状态反馈控制器,并与设计的前馈补偿器作为系统的控制输入,实例仿真表明在3个控制输入作用下,可同等精度地实现电机速度的鲁棒跟踪控制,验证了算法的有效性。

轧机传动轴故障诊断及典型失效原因分析

针对国内某冷轧厂2130轧机传动轴事故,对目前广泛采用的十字轴式万向接轴及彭形齿式接轴的典型失效原因进行分析,提出了用振动、温度等物理量组成的故障特征参数进行监测的方法,改进轧机传动轴维护管理的一些措施,确保轧机安全运行。

一种数控式轧机传动机构的设计

为增大二辊轧机轧辊中心距调节范围,并实现调节的高精度、数字化,采用齿轮连杆机构及数控技术,设计了一种数控式轧机传动机构,满足了轧辊中心距的调节要求。应用实例表明,该传动机构可增大二辊轧机轧辊中心距调节范围,并实现调节的高精度、数字化。

中厚板轧机主传动万向联轴器的研究与应用

通过对中厚板轧机主传动万向联轴器的特点及其在实际使用中的故障进行分析，找出了部件损坏的原因，提出了设计改进措施。

八钢中厚板轧机交—交变频主传动控制系统的特点

介绍了八钢3500 mm中厚板生产线的精轧机主电机交—交变频传动控制系统,其中包括交—交变频主回路的结构、西门子SIMADYN-D全数字64矢量控制交—交变频控制系统及其在中厚板轧机上的控制功能。

中厚板轧机主传动万向联轴器的研究与应用

通过对中厚板轧机主传动万向联轴器的特点及其在实际使用中的故障进行分析，找出了部件损坏的原因，提出了设计改进措施。

基于材料模型库的轧机传动系统疲劳寿命预估方法研究

针对不同轧机传动轴系统,性能参数和数模不一,寿命预测难度大,不能实现实时在线监控等问题,研究了基于材料模型库的非稳态载荷下轧机传动轴系统关键件疲劳寿命预估的方法,该方法与传统额定转矩寿命评估相比,具有计算精度、效率高、可在线监控、操作性强,适合于轧机传动轴系统关键工件的疲劳寿命预评估,值得推广。

基于ESO的轧机单辊传动系统负荷平衡控制研究

针对在钢铁轧制时,轧机单辊传动系统中上、下轧辊拖动电机速度响应慢、同步性能较差的问题,以直流电机作为研究对象,研究了轧机单辊传动系统上、下电机速度响应时间和同步误差性能,设计了扩张状态观测器与负荷平衡控制器相结合的控制策略。将扩张状态观测器观测的上、下轧辊角速度估计值作为负荷平衡控制器的输入量,同时在扩张状态观测器中加入了扰动补偿,较好地抑制了轧制负荷外扰引起的动态速降;将单神经元自适应PID作为负荷平衡控制器的算法,提高了系统的稳定性、准确性与快速性。研究结果表明:扩张状态观测器的加入可以改善电机速度的响应时间、同步误差效果以及电机的同步性能,同时提高了复杂的轧机主传动系统的控制效果和抗扰动能力。

板带轧机单独传动弹性系统多电机同步控制

轧辊单独传动系统需要实现上、下拖动电机转速同步,为解决弹性连接引起的扭振与轧制负载扰动会导致同步控制性能降低的问题,建立轧辊单独传动弹性系统模型,将状态反馈控制与现有交叉耦合同步控制策略相结合,用扩张状态观测器重构系统状态量和综合扰动,实现状态反馈控制和扰动前馈补偿,以改善弹性轴连接情况下同步控制系统的动态性能与抗扰动能力。仿真结果表明,状态反馈控制的加入对抑制扭振效果明显,受轧制负荷扰动时动态速降减少近2/3,并且启动时能够快速的使同步误差归零,同步误差归零时间减少77%,同步误差在受扰动时降低近84.6%,同步性能得到明显改善。

模糊PID轧机单辊传动系统负荷平衡控制的研究

为了解决轧机单辊传动系统负荷不平衡问题,首先采用交叉耦合结构实现对双电机的控制,然后在此基础上,设计了新的负荷平衡控制器,该控制器采用模糊PID控制方法,并将传动轴扭矩差与工作辊转速差作为负荷平衡控制器的输入量,同时为了提高电机的同步性能,设计了模糊PID跟踪控制器。最后通过Simulink仿真工具来验证负荷平衡控制器对双电机同步控制效果的影响。仿真结果表明,与将电机电枢电流差作为负荷平衡控制器的输入量,模糊PID或传统PID作为控制器算法的控制策略相比,将传动轴扭矩差与工作辊转速差两个量作为负荷平衡控制器的输入量,模糊PID作为控制器算法的控制策略可以减小超调量,加快响应速度,保证了上下辊出力均衡,同时也能使电机在安全范围内保持平衡。

扭振信号拓扑网络的轧机动态扭矩测量

为解决实际测试中轧机传动系统关键点处动态扭矩不易同时测量的难题,提出一种扭振信号拓扑网络的轧机动态扭矩测量方法。通过把扭振计算的力矩和转角位移看作系统的输入输出信号,依据拓扑思想,建立信号之间的扭振信号拓扑网络模型。把有限实测点的测试数据代入扭振信号拓扑网络模型,可获得传动系统中其它关键点处的扭振参数值。轧机实际现场扭矩测试和数据分析处理结果验证了理论推导的正确性。这为轧机现场监测中不易同时布置传感器且非同轴的关键测点的振动参量获取提供了有效方法。通过编制程序可以实现轧机扭振在线监测和故障分析,从而保证轧机正常平稳运行。

具有抗扰动性能的轧机单独传动系统同步控制

针对轧机单独传动系统中上下轧辊的拖动电机速度同步精度不高、在正弦扰动下同步性能和抗干扰性能较差的问题,以直流调速系统为研究对象,提出了基于Widrow-Hoff学习算法的神经网络同步控制器和扰动观测器相结合的策略。该策略利用神经网络同步控制器实现电机速度同步,利用扰动观测器观测扰动,并将其补偿至电机输入端,以提高抗干扰性能。仿真结果和分析表明,与未引入扰动观测器的两个电机同步控制系统相比,该控制策略能使系统保持较高的同步性能,在轧制钢材时抗干扰能力更强,同步精度更高,速度同步误差保持在0.0005以下。