轧机机电耦合主传动系统扭振分析及时滞反馈控制研究

发布时间：2017-11-04 13:09

本文关键词：轧机机电耦合主传动系统扭振分析及时滞反馈控制研究

【摘要】：主传动系统作为轧钢机的重要组成部分,在生产过程中频繁出现的扭振现象严重影响了产品的质量和产量,甚至引起设备损坏等严重后果,因此研究轧机主传动系统的失稳机理并提出控制策略具有重要的现实意义。轧机主传动系统由电气传动控制系统和机械传动系统组成,系统的稳定性由这两部分共同决定。本课题以轧机主传动系统为研究对象,考虑电磁参数与机械参数的耦合作用建立非线性扭振模型,从机电耦合的角度研究引起系统失稳的非线性动力学行为,同时在系统中引入时滞反馈控制,分析时滞参数、反馈增益对主系统振动特性的影响规律。首先,考虑机械参数和电气参数的耦合作用,基于广义耗散系统Lagrange原理建立机电耦合扭振系统的非线性动力学方程。分析系统的平衡点及特征根,以电磁刚度为分岔参数,给出系统产生Hopf分岔的充要条件,并研究系统的分岔形态。采用Silnikov法分析系统产生混沌运动的参数条件,找出系统的同宿轨道,证明系统在电磁刚度变化时存在Smale马蹄意义下的混沌。其次,采用Lyapunov-Schmidt(LS)约化方法将高维机电耦合系统降维,得到等价的低维分岔方程,利用奇异性理论研究了系统的静态分岔特性。同时引入时滞状态反馈控制系统的动力学行为,分析了时滞反馈控制下系统的根的分布,根据时滞微分方程稳定性理论给出确定控制参量的解析条件。结合系统相图和时间历程图分析了时滞反馈参数对系统运动的控制作用。最后,利用直接法研究了系统的特征根和时滞稳定区域,对反馈增益与时滞稳定区域长度的关系进行了探讨。选取时滞为分岔参数,分析了系统在时滞非线性反馈控制下产生Hopf分岔的条件。采用中心流行法与规范形理论判断了系统Hopf分岔方向和周期解稳定性。通过利用系统相图和时间历程图研究了不同时滞参数和反馈增益下系统的分岔运动形态。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.1

【参考文献】

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