轧机主传动系统周期解的稳定性分析及时滞反馈控制研究

发布时间：2017-08-12 21:43

  本文关键词：轧机主传动系统周期解的稳定性分析及时滞反馈控制研究

  更多相关文章： 轧机主传动扭振系统 非线性 分岔 混沌 时滞反馈

【摘要】：轧机的扭转振动是造成传动设备破坏的主要原因之一,它轻则影响轧件的表面质量,缩短传动部件的疲劳寿命,重则威胁整个传动系统的安全生产,甚至诱发严重的安全事故。因此,研究轧机主传动系统的扭振问题具有十分重要的现实意义。本文以轧机的主传动系统为研究对象,从建立扭振系统模型、周期解的稳定性分析和对扭振的控制这三个方面来对轧机非线性扭振系统展开研究。文章运用增量谐波平衡(IHB)法研究了系统的非线性振动特性,结合Floquet理论判定了系统周期解的稳定性,得到了轧机主传动系统动态分岔特性随外激励幅值变化的影响,并用数值仿真法分析了时滞反馈参数对系统混沌的控制作用。首先,考虑系统间隙和外激励等非线性因素的影响,根据广义耗散系统的Lagrange原理,建立了含非线性刚度和外激励的轧机主传动扭振系统模型,为研究轧机主传动扭振系统的动力学行为和混沌控制提供理论依据。其次,运用增量谐波平衡法求解系统的周期解。以系统的外扰激励作为主动增量,不断地进行增量与谐波平衡的过程。IHB法是一种半数值半解析方法,在定性分析的同时也可以给出定量结果。在求解过程中发现当取3个谐波项时就可以满足计算精度,与RK法得到的计算结果几乎重合。文中分析了系统的动态分岔特性随外激励的变化的影响,绘制了系统周期解的分岔图、相图和庞加莱截面图,得到了系统随着外激励幅值的改变而出现的周期运动、倍周期分岔以及混沌等复杂的动力学运动,最后应用Floquet理论研究系统周期解的稳定性。最后,将时滞反馈控制引入轧机主传动系统中,用多尺度法求解时滞反馈非线性方程,获得系统的平均方程和频响分岔方程,从理论上得出通过改变时滞参数可以控制系统动力学行为的结论。然后通过数值仿真分别研究系统稳定状态下时滞反馈参数对系统随外激励幅值变化时的稳定域的影响和主共振的幅值的控制,以及时滞反馈参数对系统混沌的控制作用。
【关键词】：轧机主传动扭振系统 非线性 分岔 混沌 时滞反馈
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究课题的背景和意义10-11
• 1.2 非线性振动理论概述11-13
• 1.3 时滞动力学系统概述13-14
• 1.4 课题研究现状14-19
• 1.4.1 轧机扭振研究现状14-15
• 1.4.2 增量谐波平衡法研究现状15-17
• 1.4.3 时滞反馈控制的研究现状17-19
• 1.5 本文的主要内容19-21
• 第2章 轧机主传动系统扭振模型21-27
• 2.1 引言21-22
• 2.2 轧机扭振机理概述22
• 2.3 轧机主传动扭振系统的动力学模型22-26
• 2.3.1 轧机主传动系统模型22-23
• 2.3.2 轧机主传动系统模型23-24
• 2.3.3 含间隙的轧机扭振系统模型24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 轧机非线性扭振系统的动力学行为分析27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 运用IHB法求解系统的周期解27-29
• 3.3 判定系统周期解的稳定性29-31
• 3.4 由倍周期分岔到混沌的过程31-35
• 3.5 本章小结35-37
• 第4章 轧机扭振系统混沌运动的时滞反馈控制37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 含多时滞反馈系统的频响分岔方程的求解37-41
• 4.3 多时滞反馈对稳定状态的系统的影响41-44
• 4.3.1 多时滞反馈对系统稳定域的影响41-43
• 4.3.2 多时滞反馈对系统主共振振幅的控制43-44
• 4.4 多时滞反馈对系统混沌的控制44-47
• 4.4.1 时滞反馈增益g_2对系统混沌的控制44-46
• 4.4.2 时滞量τ_2对系统混沌的控制46-47
• 4.5 本章小结47-49
• 结论49-51
• 参考文献51-57
• 附录57-59
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果59-60
• 致谢60

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庄五昌;用微机对300米钻机主传动系统试行优化设计[J];探矿工程;1987年01期

2 黄国权,李逢俊;机床主传动系统计算机辅助设计[J];应用科技;2000年10期

3 金怡果,周建辉;基于VisualC++的机床主传动系统优化设计研究[J];机械传动;2004年01期

4 周红;刘佳冰;;轧机主传动系统减振设计[J];一重技术;2009年04期

5 刘睿;;热轧主传动电动机选型方案比较及校核[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2011年03期

6 钟相强;梁利东;;对称型混合双公比车床主传动系统设计与仿真[J];组合机床与自动化加工技术;2012年03期

7 吴隆，李建华，，王新杰，姚二民;旋转式给纸机主传动系统的设计与分析[J];郑州纺织工学院学报;1996年01期

8 刘自彩;丁龙;王益海;;主传动状态检测及故障诊断方案的研究[J];四川冶金;2008年05期

9 周又吾;;精轧主传动直流回路过压故障分析及处理[J];武钢技术;2013年01期

10 于国明;车床主传动系统结构的新发展[J];机床;1992年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李治理;朱以俊;徐光萍;;主传动功率单元局部过热诊断与消除[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

2 唐智雁;姚俊;;宝钢二次冷轧机组高性能主传动系统的应用与实践[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年

3 高素荷;;一轧机机组主传动系统强度刚度及扭振分析研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年

4 李谋渭;刘鸿飞;张大志;李东明;王一德;李爱群;李斌;;提高热连轧精轧机组主传动系统效能的途径[A];1999中国钢铁年会论文集（下）[C];1999年

5 韩丽平;史庆;张辉;;变频器在冷轧主传动中的应用[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

6 宋司兵;于维民;;轧机主传动系统扭振计算研究及软件开发[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

7 于大新;;SIMADYN-D主传动系统标定方法及部分程序的完善[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

8 徐光萍;;PDA系统在热轧主传动上的应用[A];中国计量协会冶金分会2013年会论文集[C];2013年

9 董庆荣;王广义;王洪志;芦亚伟;;邯钢3000mm轧机主传动系统[A];全国冶金企业计控网络化研讨会论文集[C];2003年

10 顾华中;;IGBT矢量控制在冷轧主传动中的应用[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 俞慧友 通讯员 刘亚鹏 罗凌波;20兆瓦超大功率轧机主传动系统试制成功[N];科技日报;2013年

2 夏杰生;轧机主传动改造和节能有新途径[N];中国冶金报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 田松涛;基于润滑摩擦效应的冷轧机主传动系统扭振研究[D];燕山大学;2015年

2 钟幸宏(Hafree Chung);活塞式压缩机主传动系统动力学与流体力学耦合研究[D];安徽工程大学;2015年

3 高峥;轧机主传动系统微变量控制回路耦合振动机理研究[D];华北理工大学;2015年

4 恩溪弄;车床主传动系统精度可靠性及灵敏度研究[D];东北大学;2014年

5 王建佳;考虑弧型齿特性的轧机主传动系统研究[D];燕山大学;2016年

6 谈书贤;轧机主传动系统周期解的稳定性分析及时滞反馈控制研究[D];燕山大学;2016年

7 薛森;扭振影响的轧制力作用下轧机主传动系统动力学行为研究[D];燕山大学;2016年

8 丁元亮;热轧开坯机主传动系统自激振动机理及防治措施[D];武汉科技大学;2010年

9 张显;四辊板带轧机主传动系统的承载能力研究|[D];武汉科技大学;2005年

10 宋盈盈;4300中厚板轧机主传动系统的扭振研究[D];燕山大学;2015年

本文编号：663741