基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)觀測器的軋機(jī)扭振抑制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代軋鋼工業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，對軋機(jī)傳動系統(tǒng)也提出了高精度和高動態(tài)性能的技術(shù)要求。由于電機(jī)與軋輥之間的彈性連接，在發(fā)生負(fù)載擾動特別是在軋機(jī)咬鋼時，傳動系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)扭振現(xiàn)象。扭振不僅會降低軋機(jī)傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能，是獲得高質(zhì)量、高精度產(chǎn)品的一大障礙，還會減少軋機(jī)傳動系統(tǒng)的疲勞壽命，甚至造成軋鋼機(jī)械設(shè)備的破壞性損壞，影響傳動系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。 為了解決軋機(jī)傳動系統(tǒng)的扭振問題，本文將傳動系統(tǒng)中的機(jī)械部分和電氣部分作為一個整體來

2、研究。從軋機(jī)扭振現(xiàn)象和特征入手，通過分析軋機(jī)傳動系統(tǒng)的機(jī)械傳動部件，將一個由主電機(jī)、中間軸、減速箱、連接軸、工作輥、支撐輥組成的軋機(jī)系統(tǒng)，等效成由若干慣性部件和彈性部件構(gòu)成的“質(zhì)量彈簧系統(tǒng)”。然后將該質(zhì)量彈簧系統(tǒng)簡化成二質(zhì)量系統(tǒng)，并利用動力學(xué)方程建立了其數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上分析了軋機(jī)傳動系統(tǒng)產(chǎn)生扭振的機(jī)理。 論文將軋機(jī)扭振控制問題考慮為含有非線性環(huán)節(jié)、具有參數(shù)不確定性且?guī)в型獠扛蓴_的系統(tǒng)設(shè)計問題。為了能將現(xiàn)實(shí)中不易直接測量的中間

3、軸扭矩及負(fù)載轉(zhuǎn)速分別進(jìn)行前饋補(bǔ)償和反饋控制，本文設(shè)計了狀態(tài)觀測器來觀測扭矩及負(fù)載轉(zhuǎn)速。考慮到系統(tǒng)含有非線性環(huán)節(jié)且模型參數(shù)具有不確定性，將狀態(tài)觀測器設(shè)計為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)觀測器，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非線性映射的良好逼近功能及在線自學(xué)習(xí)自調(diào)整的自適應(yīng)性，在線觀測扭矩及負(fù)載轉(zhuǎn)速。仿真結(jié)果表明，帶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)觀測器及扭矩前饋補(bǔ)償?shù)碾p閉環(huán)軋機(jī)傳動控制系統(tǒng)，動態(tài)性能和抑制扭振效果都比較好，取得了較好的控制效果，驗(yàn)證了本文所設(shè)計的方法對軋機(jī)傳動系統(tǒng)扭振現(xiàn)象的抑