主机振荡结项论文

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1、目　　录1机电振荡的分类以及抑制方法11.1机电振荡产生的原因11.2机电振荡的分类11.2.1轧机机械固有频率和传动系统电气频率吻合产生机电共振现象11.2.2轧制过程中负荷周期性变化产生的振荡21.2.3轧机在承受冲击负荷时产生的激励振荡21.3轧机机电振荡抑制控制方法21.3.1传统速度、电流双闭环控制系统存在的缺陷21.3.2轧机机电振荡抑制控制方法综述32梅山主传动系统数学模型72.1梅山主传动系统的构成72.2梅山主传动系统数学模型及分析92.2.1梅山主传动系统数学模型92.2.2梅山主传动系统稳定性分析122.3梅山主传

2、动系统数学仿真模型132.3.1MATLAB仿真语言及其组成132.3.2梅山主传动系统数学仿真模型142.4梅山主传动系统对数频率特性分析152.4.1梅山主传动系统传递函数构造152.4.2传递函数的波特图的分析162.4.3传递函数的波特图的分析202.4.4结论253负荷观测控制器的分析263.1传统双闭环控制系统分析263.1.1传统双闭环控制系统的基本结构2654--3.1.2传统双闭环控制系统稳态误差分析273.1.3传统双闭环系统过渡过程仿真分析293.2SFC负荷模型前馈控制系统分析313.2.1SFC负荷模型前馈控制

3、系统的基本结构313.2.2SFC负荷模型前馈控制系统稳态误差分析323.2.3SFC负荷模型前馈控制系统过渡过程仿真分析353.3带负荷观测器的反馈控制系统分析393.3.1带负荷观测器的反馈控制系统的基本结构393.3.2带负荷观测器的反馈控制系统的稳态误差分析413.3.3带负荷观测器的反馈控制系统的过渡过程仿真分析433.4结论474梅山主传动系统机电振荡的抑制484.1梅山主传动系统的组成484.2负荷观测控制系统514.2.1负荷观测控制系统的构成514.2.2负荷观测控制系统的应用效果514.3结论53参考文献5454--

4、1机电振荡的分类以及抑制方法1.1机电振荡产生的原因20世纪60年代以来，随着热连轧机产量的增加，轧机机电振荡现象以及由此造成的破坏性事故变得越来越频繁，越来越严重。在大型热连轧机中，传动系统作为轧机和电气系统的接口，将电能转变成机械能，满足轧钢生产工艺所需转矩和转速的高精度、高动态控制性能。传动系统涉及到轧钢机械、电机、自动控制以及电网等多个学科，系统庞大；同时轧制工艺、设备性能、负荷分配以及机电的配合都会产生振荡现象。机电振荡产生的原因主要有以下两点：l为了提高轧机的生产能力，轧机的发展趋势是大型化和高速化，轧机驱动功率和轧制力矩不

5、断增大，而轧机机械结构部件设计则越来越经济，而且轧机的设计一般只考虑静态强度，没有进行动态计算和扭振计算。因此，机电振荡现象变得越来越突出。l由于计算机技术和自动控制技术的发展，轧机自动化程度越来越高，系统响应速度越来越快，因而控制系统响应频率干扰问题日趋明显。当控制系统响应频率和传动轴系固有频率相等或接近时，电控系统就会成为轧机转动轴系的强迫干扰源，造成机电耦合合拍共振，这种强迫型机电振荡，对轧机传动轴系和电机所造成的危害性更大。1.2机电振荡的分类轧钢过程中产生的机电振荡一般可分为三类：第一类是轧机机械固有频率和传动系统电气频率吻合

6、产生机电共振现象，第二类是轧制过程中负荷周期性变化产生的振荡，第三类是轧机在承受或者是卸载冲击负荷时产生的激励振荡，包括轧机咬钢、抛钢、跳闸、打滑等状况。1.2.1轧机机械固有频率和传动系统电气频率吻合产生机电共振现象电机和轧钢机械是通过传动轴连接的，由于电机和轧钢机械各自具有转动惯量，而传动轴具有挠度，故呈现两个惯性体弹性连接状态。加拿大的GuyMonaco54--公司对某厂轧机主电机电流振荡引起的轧机传动和共振现象进行了实测和研究，发现当具有快速响应特点的轧机电气控制系统的某些参数和机械设备的固有频率相吻合时，尤其是机械接轴较长，以

7、及采用弹性连轴器的场合，很容易引起共振，即所谓“拍”现象，对设备和生产造成严重的影响。1.1.1轧制过程中负荷周期性变化产生的振荡支撑辊的偏心、轧件材质的变化、轧件温度的周期性变化、电机负荷的周期性变化、活套的周期性抖动或压下控制系统调整的不稳定，都会使得电机的电流产生振荡，从而使得速度振荡，最终造成整个精轧机组振荡，影响到轧制的稳定性。1.1.2轧机在承受冲击负荷时产生的激励振荡轧机的主传动系统是一个由若干个惯性元件（包括电机、连轴器、轧辊等）和弹性元件（万向接轴等）组成的“质量弹簧系统”。在稳定加载时，该系统不会发生振动，连轴器中的

8、扭矩变化是静态平衡的。但是在突加负荷或负荷突然卸载的作用下，这样的弹簧质量系统会发生不稳定的扭转振动，这时连轴器上的扭矩就随着扭转角的周期变化而变化，扭转周期的变化频率就是质量弹簧系统的扭转固有频率，由扭振