鋁板帶熱連軋機(jī)隨機(jī)動力學(xué)特性及其最優(yōu)控制策略研究.pdf

1、鋁板帶熱連軋線的動力學(xué)特性及其控制是保證其生產(chǎn)效率，提高軋制板帶質(zhì)量以及降低其維護(hù)成本的關(guān)鍵。本文采用理論與實(shí)驗(yàn)研究、多學(xué)科相互融合的研究手段，對國內(nèi)某“1+4”鋁板帶熱連軋線及其軋機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性及輥系優(yōu)化進(jìn)行了機(jī)理分析、模型創(chuàng)建、仿真、測試及驗(yàn)證，構(gòu)建了軋制力隨機(jī)干擾模型及軋機(jī)動力學(xué)性能綜合指標(biāo)，提出了軋機(jī)輥系隨機(jī)最優(yōu)控制策略。通過現(xiàn)場測試和分析，研究了軋機(jī)輥系的運(yùn)動規(guī)律及軋機(jī)振動的幅值、相位關(guān)系和頻帶能量分布等，獲得了其基本振動

2、形態(tài)和特征，印證了軋機(jī)固有特性仿真結(jié)果;建立了軋制力時(shí)間序列模型和隨機(jī)干擾模型，對其進(jìn)行了時(shí)、頻域分析，驗(yàn)證了所用建模理論和分析方法的適用性;研究了鋁板帶熱連軋機(jī)隨機(jī)動力學(xué)特性，研究表明板帶隨機(jī)物理和幾何特性可誘發(fā)軋機(jī)振動，軋材和軋輥振紋與隨機(jī)軋制力功率譜密度成正比，得到了輥縫方差和功率譜密度隨軋制速度的變化規(guī)律;提出了以輥系固有頻率和阻尼比為設(shè)計(jì)變量，輥系振動加速度為最小的優(yōu)化目標(biāo)，建立了基于可靠度的軋機(jī)輥系動力學(xué)優(yōu)化模型，并對輥系進(jìn)

3、行了隨機(jī)優(yōu)化，得到了不同加速度安全閾值的失穩(wěn)概率相對應(yīng)的最佳固有頻率與阻尼比;構(gòu)建了軋機(jī)單自由度、兩自由度垂直振動模型、并分別與扭轉(zhuǎn)振動模型耦合為軋機(jī)聯(lián)合模型及連軋線多軋機(jī)聯(lián)合模型，研究了主要軋制工藝參數(shù)對軋機(jī)和軋制過程穩(wěn)定性的影響，得到了鋁板帶熱連軋線及其軋機(jī)的穩(wěn)定性準(zhǔn)則;建立了二自由度板帶軋機(jī)輥系受隨機(jī)激勵的非線性隨機(jī)動力學(xué)模型，運(yùn)用擬不可積Hamilton系統(tǒng)隨機(jī)平均法和奇異邊界理論分析了系統(tǒng)的全局隨機(jī)穩(wěn)定性，通過求解系統(tǒng)的FPK

4、方程得到軋機(jī)輥系的穩(wěn)態(tài)概率密度函數(shù);研究了隨機(jī)軋制力激勵下的輥系動力可靠性，得出了軋機(jī)輥系隨機(jī)振動響應(yīng)和動力可靠度的變化規(guī)律;采用隨機(jī)最優(yōu)控制理論和方法對軋機(jī)輥系垂直振動的主、被動抑制進(jìn)行了深入的研究，構(gòu)建了軋機(jī)輥系綜合動力性能指標(biāo)，確定了最優(yōu)控制力，研究了不同固有頻率和阻尼比下輥系絕對加速度和相對位移的均方響應(yīng)，提出了輥系隨機(jī)動力學(xué)最優(yōu)控制策略。本文采用的基于隨機(jī)動力學(xué)理論的軋機(jī)動態(tài)特性分析和研究方法具有普遍性，所提出的隨機(jī)干擾模型建