（机械电子工程专业论文）轧机自激振动诊断与结构动力学修改.pdf

太原理： 大学博士研究生学位论文 轧机自激振动诊断与结构动力学修改 摘要 现代连轧机是计算机控制的大型复杂机、电、液一体化设备。连 轧机精轧机组的每个单元轧机主要由机架、轧辊、驱动系统、液压压 下系统和控制计算机等组成。轧机系统以及轧制过程中存在各种非线 性和复杂的偶合关系，也可能存在局部环节的设计缺陷、结构损伤或 系统故障等问题。因而，在某种轧制条件或轧制过程参数扰动下，很 容易诱发不同程度的非线性振动，甚至使整个系统产生强烈持续的自 激振动。 轧机振动是高速轧制高强度薄规格板带材时普遍存在的一种物 理现象。轧制速度越高、压下率越大、板带越薄，越容易发生振动。 轧机振动的主要形式为工作机座系统的纵向振动、轧辊的水平振动以 及驱动系统的扭转振动。轧机的振动问题严重限制板带产品的质量和 轧制生产效率。轧机振动一方面在带钢产品表面形成明暗相问的条 纹、增加板带厚度误差、影响产品质量；另方面在轧辊表面产生印 痕、加速辊面磨损、缩短换辊周期、增加设备运行维护的工作量和费 用。轧机剧烈振动甚至有可能造成断带或设备损坏事故，严重威胁生 产安全并造成巨大的经济损失。 过去，由于冷连轧机的轧制条件苛刻( 板带厚度薄，轧制速度高， 一至! 皇里：三茎兰堡主里! 壅竺堂堡堡壅 轧制温度低，轧制力大) ，其振动问题多于热连轧机，因而轧机振动 问题的研究多集中于冷连轧机。近年来，以汽车用板带材为主的薄规 格高强度带钢的市场需求量不断增加，加之热连轧工艺具有节能高效 的特点，高强度薄带钢热轧工艺取代冷轧工艺的趋势日渐明显，因此 热连轧机的振动问题也变得非常突出。 轧机振动问题是世界范围内困扰钢铁企业的重大技术难题。长期 以来，轧机振动问题的研究受到各国生产工程界和科学技术界的高度 重视和广泛关注，国内外的研究者们针对不同类型的轧机振动问题， 从不同的角度，进行了广泛和深入的研究，推动了轧机振动理论的发 展和轧制工艺技术的进步。 然而，由于轧机自激振动的原因非常复杂，振动的机理至今仍未 彻底解明，随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高以及板厚 规格的减小和压下率的增加，许多过去曾经有效的振动抑制策略变得 效果有限甚至无效。比如，液压衬板技术、动力吸振器技术以及辊缝 润滑状态优化技术等等。因此，对高速连轧机的振动现象、振动机理、 轧制过程稳定性以及振动控制的理论与方法进行更加深入的研究具 有非常重要的现实意义。 本文以某热连轧精轧机组一个单元轧机为研究对象，采用试验研 究与理论分析相结合、多学科知识相互融合的研究手段，深入研究了 热连轧机压下系统的自激振动现象、振动机理、振源诊断、轧制过程 稳定化、结构动力学修改以及振动控制等问题。 通过轧机现场多点振动测试和分析，研究了轧机主要结构的运动 规律以及轧机振动测试信号的幅值、相位关系和频带能量分布等，获 得了轧机工作机座的基本振动形态和振动特征。 i i 奎堕型三奎堂堕主婴壅生堂垡堡茎 应用系统辨识的理论和方法，获得了从伺服阀给定电流至辊缝输 出值之间的轧机运行状态下传递函数的数学模型。通过对辨识模型的 分析研究，获取了影响系统稳定性、诱发和维持系统自激振动的重要 信息。 现有的轧机振动研究文献在建立轧机振动模型时，往往过分简 化，仅考虑机架和轧辊两个环节，使得理论模型和真实物理系统之间 存在较大差别，从而影响轧机振动机理和振动诊断的准确、定量分析。 本文利用有限元模型修正技术，采用理论建模和试验建模相结合的混 合建模方法，构建了轧机垂直振动系统的闭环模型。该模型包括轧机 工作机座的振动模型和液压压下系统的数学模型，并在反馈通道加入 了位移传感器定尺和动尺结构的传递特性，从而保证了理论模型的完 整性和准确性。 通过现场振动测试、工作振型分析、压下系统动态特性辨识、轧 机垂直振动闭环系统动力学仿真分析以及灵敏度分析等理论和试验 研究，准确地诊断了轧机振动系统的振源位置，合理地分析了轧机自 激振动的机理，制定了通过敏感结构动力学修改消除轧机自激振动的 方案。 在研究的工程实例中，发现辊缝位移传感器安装结构存在先天性 设计缺陷，其固有频率接近轧机机架的垂直振动模态频率，动力学特 性不良，造成辊缝位移反馈信号的响应延迟，导致动态反馈信号严重 失真，引发液压压下控制系统的非线性自激振动，从而产生整机持续 的剧烈强迫振动。通过反馈通道相关结构参数的动力学修改，最大限 度地减小了位移反馈信号的响应延迟，大幅度地提高了系统的稳定 i i i 奎堕望三奎堂盟主竺垄竺堂篁堡壅 性，有效消除了正常工作条件( 或正常扰动) 下的自激振动，从而保证 了现场热轧机高效、稳定地工作。 实施结构动力学修改后进行的现场测试分析结果表明：轧机液压 压下控制系统的幅值稳定裕度从修改前的6 7 2 4 d b 提高到修改后的 1 0 5 d b ；位移传感器外壳结构振动对机架振动的放大系数从2 5 7 倍降 低为4 4 7 倍；位移传感器外壳振动信号的有效值降低了8 0 ；机架 顶部振动信号的有效值降低了6 0 。修改后的机架振动信号能量在频 域相当分散，近似于自噪声，轧机自激振动现象消失。通过传感器外 壳结构动力学参数的优化和修改彻底消除了诱发轧机工作机座系统 垂直自激振动的内部根源，从本质上提高了液压压下闭环控制系统的 稳定性，实现了轧制过程的稳定化。 本文采用的基于轧机控制信号相关环节动态特性分析的研究方 法具有普遍性，所提出的振动系统建模、仿真、优化与敏感环节动力 学修改的振动控制策略在轧机自激振动诊断与控制的理论与实践方 面具有创新性，对于解决轧机自激振动这一工程技术难题，提高轧制 过程稳定性、车l $ f j 生产效率和产品质量以及降低运行维护费用具有重 要的理论意义和工程实用价值。研究成果成功地应用于生产实际，圆 满地解决了生产企业热连轧机的自激振动问题，为生产企业创造了巨 大的经济效益和社会效益。 关键词：热连轧机，振动机理，模态测试，有限元模型修正，系统辨 识，小波包分解，建模与仿真，振源诊断，振动控制 i v 太原理工大学博：l ：研究生学位论文 r o l l i n gm i l ls e l f v i b r a t l 0 nd i a g n o s i sa n d s t r u c t u r a ld y n a m i c sm o d i f i c a t l 0 n a b s t r a c t r o i l i n gm i l lc h a t t e gaf o r mo fv i b r a t i o n ，i sac h r o n i cp r o b l e mi n s t e e la n da l u m i n u mr o l l i n gm i l l s i tl i m i t sp r o d u c t i o n ，r e d u c e sp r o d u c t q u a l i t ya n di n c r e a s e sm a i n t e n a n c ec o s t i ti sac o m m o np r o b l e mi nh o t s t r i pm i l l se s p e c i a l l yw h e np r o c e s s i n gh a r dm e t a l si no b t a i n i n gt h i na n d h i g h - q u a l i t ys t r i p si naf a s ts p e e d h o w e v e r ，a st h es t r i p sm o v ei nah i g h s p e e dw i t hh i g hp r e s s i n gl o a d ，t h em i l l ss t a r tt ov i b r a t ew i t hv e r yh i g h a m p l i t u d ea n d ，a si ns e l f - e x c i t e dv i b r a t i o n ，m a k ep a t t e m so nt h es t r i p s a n dt h es u r f a c e so fr o l l s m i l lc h a t t e r g o e s w i t hi n t e n s en o i s ea n d d e t e r i o r a t e se q u i p m e n tc o n d i t i o n ac o n s e q u e n ta c c i d e n tw o u l dr e s u l ti n t r e m e n d o u sl o s sa n da d de x t r ac o s tt om i l lp r o c e s s i nt h ep a s t ，al a r g en u m b e ro f i n v e s t i g a t i o n sh a v eb e e nc a r r i e do u to n r o l l i n gm i l lc h a t t e ra r o u n dt h ew o r l d m a n yr e s e a r c h e r sh a v ea t t e m p t e dt o e x p l a i nt h e s ev i b r a t i o n si nb o t hc o l da n dh o ts t r i pm i l l s h o w e v e r ，t h e m e c h a n i s mo fc h a t t e rv i b r a t i o ni ss t i l ln o tf u l l yu n d e r s t o o d ，e s p e c i a l l yi n h o ts t r i pm i l l s ，f o rr e a s o no fc o m p l e x i t yi ne l e c t r o m e c h a n i c a l s y s t e m c o u p l e dw i t ht h er o l l i n gp r o c e s s d u et ot h ec o m p l e xn a t u r e ，t h er o l l i n g m i l lc h a r t e rp r o b l e mi so f t e nt e r m e da s g h o s tv i b r a t i o n ”b ym a n y r e s e a r c h e r s t h i st h e s i sp r o v i d e sas y s t e m a t i cs t u d yo nt h ec h a t t e rv i b r a t i o no f r o l l i n gm i l l s a na p p r o a c hf o rc h a t t e r v i b r a t i o nc o n t r o lb a s e do nt h e m o d i f i c a t i o no fs t r u c t u r a ld y n a m i c so ft h ef e e d b a c kp a t hi sp r e s e n t e d i t h a sb e e ns u c c e s s f u l l ya p p l i e dt of i f t h sf i n i s h i n gs t a n do fh o tr o l l i n gm i l l i nt i s c o t h er e s e a r c hp r e s e n t e di nt h i st h e s i sc o n s i s t so ff i v ep a r t s f11 i n v e s t i g a t i o no ft h eb a s i cc h a t t e rc h a r a c t e r i s t i c sa n dc h a t t e r m e c h a n i s mb a s e do nf i e l dv i b r a t i o nt e s ta n dv i b r a t i o ns i g n a la n a l y s i s o ft h er o l l i n gm i l lp r o c e s s ( 2 ) c l o s e l o o ps y s t e mi d e n t i f i c a t i o na n ds t a b i l i t ya n a l y s i so fr o l l i n gm i l l v 太原理工大学博士研究生学位论文 a g c ( a u t og a u g ec o n t r 0 1 ) s y s t e mu s i n go n l i n em e a s u r e m e n t s ( 3 ) s t r u c t u r a ld y n a m i c sa n a l y s i sa n dm o d a lp a r a m e t e r se x t r a c t i o no f r o l l i n gm i l ls t a n db a s e do ne x p e r i m e n t a lm o d a lt e s t i n g ，o p e r a t i o n d e f l e c t i o nm o d a la n a l y s i sa n df i n i t ee l e m e n tm o d e l i n g ( 4 ) m o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no fr o l l i n gm i l ls t a n da n da g cs y s t e m ，a n d f u r t h e r i n v e s t i g a t i o n o ft h ee f f e c to fe x t e r n a ld i s t u r b a n c ea n d s t r u c t u r a lp a r a m e t e r so ft h ef e e d b a c kp a t ht ot h ed y n a m i cb e h a v i o r o ft h ea g c c l o s e d l o o ps y s t e m ( 5 ) d e t e r m i n a t i o n o ft h e o p t i m a l s t r u c t u r a l p a r a m e t e r s o fs e n s o r i n s t a l l a t i o nc a s ea n dv a l i d a t i o no f t h ee f f e c to f v i b r a t i o nc o n t r o la f t e r t h em o d i f i c a t i o no ft h es t r u c t u r a ld y n a m i c so ft h ef e e d b a c kp a t h t h r o u g hp r a c t i c a li m p l e m e n t a t i o n b a s e do nf i e l dv i b r a t i o nt e s t i n ga n da n a l y s i so ft h em e c h a n i c so ft h e m i l l s t r u c t u r e ，t h ef o l l o w i n g b a s i cc h a r t e rc h a r a c t e r i s t i c sc a nb e c o n c l u d e d t h e r ea r et w ot y p e so fv i b r a t i o ni nr o l l i n gm i l lc h a t t e r , i e ， r a i l ls t a n dv e r t i c a lv i b r a t i o ne x c i t e db yr o l l i n gf o r c ea n dd r i v es y s t e m t o r s i o nv i b r a t i o ne x c i t e db yr o l l i n gt o r q u e t h e ya r ec o n c o m i t a n ta n d c o u p l e dw i t he a c ho t h e rb ym e a n so fg a pf r i c t i o n t h ee s s e n c eo ft h e c o u p l i n g i st h ec o n n e c t i o nb e t w e e nr o l l i n gf o r c ea n dr o l l i n gt o r q u e t h r o u g hg a pf r i c t i o n t h ee x t e r n a lf a c t o r st h a tm a yl e a dt oc h a t t e ri n c l u d e c h a n g eo fg a pf r i c t i o n s t a t u sa n df l u c t u a t i o no fi n p u ts t r i pt h i c k n e s s ， f o r w a r dt e n s i o n ，b a c k w a r dt e n s i o na n ds t r i pt e m p e r a t u r e t h e yb r i n g i m p a c t t o r o l l i n gf o r c e a n d r o l l i n gt o r q u e a n dc o n s e q u e n t l yi n d u c e v e r t i c a lv i b r a t i o no ft h es t a n da n dt o r s i o nv i b r a t i o no ft h ed r i v i n gs y s t e m s i m u l t a n e o u s l y t h ee s s e n t i a lr e a s o no f m i l lc h a r e rl i e si ni n t e m a lf a c t o r s o ft h em i l ls y s t e mi t s e l f , i e ，t h ec l o s e d - l o o ps y s t e mc o n s i s t i n go ft h e m a i nm e c h a n i c a ls t r u c t u r eo ft h e m i l la n di t s c o n f f 0 1 s y s t e m t h e m e c h a n i c a ls t r u c t u r ei n c l u d e st h em i l ls t a n da n dt h ed r i v e rs y s t e m t h e r e a r et h r e ei n t e r n a lf a c t o r st h a tm a yl e a dt om i l lc h a t t e r f i r s t l y , c o n g e n i t a l d e f e c te x i s t si nt h em a c h i n es t r u c t u r e s e c o n d l y , d y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s o fp i v o t a lp a r t si nt h es y s t e md e t e r i o r a t ec a u s e db yw e a ro ro t h e rs y s t e m v a r i a t i o n s f i n a l l y , r o b u s t n e s so f t h ec o n t r o l l e ri sn o te n o u g h t h ec o n t r o l s y s t e mb e c a m es e n s i t i v e t oa l ld i s t u r b a n c e sd u et oi t sp o o rd y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c sa n di tl o s ti t sf u n c t i o nt os t a b i l i z et h es y s t e m i nt h e v t 太原理： 大学博： ：研究生学位论文 p r e s e n c eo fe x t e m a ld i s t u r b a n c e b a s e do i lt h ea b o v es t u d i e so nt h eb a s i cc h a r t e rc h a r a c t e r i s t i c s f u r t h e rr e s u l t sh a v eb e e ns u m m a r i z e df o rt h em o d i f i c a t i o no ft h es y s t e m d y n a m i c so ft h ef e e d b a c kp a t ho ft h em i l ls y s t e m t h ea g cs y s t e m a d j u s t st h eg a pt h i c k n e s st h r o u g hah y d r oc y l i n d e r t h ef e e d b a c ks i g n a li s t h er e l a t i v ed i s p l a c e m e n tb e t w e e nt h em a g n e t i ch e a da n dm a g n e t i cg a u g e t h ev i b r a t i o no fs e n s o ri n s t a l l a t i o nc a s e m a yt h e r e f o r e i n t r o d u c e i n t e n s i v ed i s t u r b a n c et ot h ef e e d b a c kp a t h t h ei m p r o v e m e n ta c h i e v e d t h r o u g ht h em o d i f i c a t i o no f t h ef e e d b a c kp a t hi sa sf o l l o w s ： o r i g i n a 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t yo ft h e s y s t e m i m p r o v e ds y s t e mp a r a m e t e r s ：b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h e m i l l s y s t e ma f t e rt h em o d i f i c a t i o no ft h es t r u c t u r a ld y n a m i c si nt i s c o ， w ec a na l s od r a wt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ( 1 ) t h ev e r t i c a l v i b r a t i o nm o d a lf r e q u e n c yh a sb e e ns h i f t e dt o141h z ，w h i c hi sf a r a w a yf r o mt h es e n s i t i v ef r e q u e n c yb a n d ( 2 ) t h ea m p l i f i c a t i o n c o e f f i c i e n to fm a g n e tg a u g ev i b r a t i o nt om i l ls t a n dv i b r a t i o nh a s b e e ns u b s t a n t i a l l yd e c r e a s e df r o m2 5 7t o4 4 7 ( 3 ) r m so fm a g n e t g a u g ev i b r a t i o n h a sb e e nd e c r e a s e db y8 0 ( 4 ) t h ea m p l i t u d e s t a b i l i t ym a r g i no ft h ea g cs y s t e mh a sb e e ni n c r e a s e df r o m 1 6 7 2 4 d bt o1 0 5 d b r m so f m i l ls t a n dh a sb e e nd e c r e a s e db y6 0 i na d d i t i o n ，t h ep o w e ro ft h ev i b r a t i o ns i g n a lo fm i l ls t a n dh a sb e e n s ou n i f o r m l yd i s p e r s e di nf r e q u e n c yd o m a i nt h a ti tl o o k sl i k eaw h i t e n o i s e ( 5 ) 1 1 1 ev i b r a t i o no f r o l l i n g - m i l lh o u s i n gh a sd i s a p p e a r e d t h ea f o r e m e n t i o n e dr e s u l t si n d i c a t et h a tt h ef e e d b a c kp a t hc a nb e m o d i f i e dt os t a b i l i z et h er o l l i n go p e r a t i o n ，w h i c hm a k e si ti n s e n s i t i v et o v i b r a t i o nf o r c e sa n dp r e v e n t ss e l f - e x c i t e dv i b r a t i o n t h i sr e s e a r c hc o n t r i b u t e st ot h et h e o r yo fr o l l i n gr a i l lv i b r a t i o n c o n t r 0 1 i ti sp a r t i c u l a r l yu s e f u li nc o n t r o l l i n gs e l f - e x c i t e dv i b r a t i o no f r o l l i n gm i l la n dh a st h ep o t e n t i a lt os i g n i f i c a n t l yi m p r o v e t h ep r o d u c t i o n r a t e ，p r o d u c tq u a l i t ya n dh e n c er e d u c e sm a i n t e n a n c ec o s tf o rb o t hh o ta n d c o l dr o l l i n gm i l l s k e yw o r d s ：h o tr o l l i n gm i l l ，v i b r a t i o nm e c h a n i s m ，m o d a lt e s t i n g ，f e m o d e lu p d a t i n g ，s y s t e mi d e n t i f i c a t i o n ，w a v e l e tp a c k e td e c o m p o s i t i o n ， s y s t e mm o d e l i n ga n ds i m u l a t i o n ，v i b r a t i o n s o u r c ed i a g n o s i s ，v i b r a t i o n c o n t r o l v i 太原理工大学博士研究生学位论文 第一章概述 1 1 轧机振动控制研究的意义 现代连轧机是当今世界先进控制技术高度集成的机、电、液一体化大型复杂 设备。连轧机精轧机组的每个单元轧机主要由机架、轧辊、驱动系统、板厚液压 伺服控制系统a g c 和控制计算机等组成。轧机系统以及轧制过程中存在各种非线 性和复杂的偶合关系，例如机械传动间隙、非线性阻尼、干摩擦、液压伺服阀开 口流量非线性、受控机械系统与控制器之间的机电耦合、电磁耦合以及变形区耦 合等。轧机系统也可能存在局部环节的设计缺陷、结构损伤或系统故障等问题。 因而，在某种轧制条件或轧制过程参数扰动下，很容易诱发不同程度的非线性振 动，甚至使整个系统产生强烈持续的自激振动。 轧机振动是高速轧制高强度薄规格板带材时普遍存在的一种物理现象。轧制 速度越高、压下率越大、板带越薄，越容易发生振动。轧机剧烈振动会导致轧制 力或轧制扭矩产生强烈冲击并伴随强噪声。轧机的振动形式主要是工作机座系统 的垂直振动和传动系统的扭转振动，两种振动形式通过辊缝变形区的摩擦因数相 互耦合相互影响| z j 。 轧机的振动问题严重限制板带产品的质量和g l n 生产效率。轧机振动一方面 在带钢产品表面形成明暗相间的条纹、增加板带厚度误差、影响产品质量；另一 方面在轧辊表面产生印痕、加速辊面磨损、缩短换辊周期、增加设备运行维护的 工作量和费用。轧机剧烈振动甚至有可能造成断带或设备损坏事故，不仅严重威 胁生产安全还会造成巨大的经济损失【3 】。 轧机振动问题是世界范围内困扰钢铁企业的重大技术难题。轧机振动问题的 研究受到各国生产工程界和科学技术界的高度重视和广泛关注。长期以来，国内 外的研究者针对不同类型的轧机振动问题，从不同的角度，进行了广泛而深入的 奎堕垄兰查堂堕主堕茎生堂堡笙苎 研究，推动了轧机振动理论的发展和轧制工艺技术的进步【4 1 。 然而，由于轧机自激振动的原因非常复杂，振动的机理至今仍未彻底解明【5 l 。 而且，随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高以及板厚规格的减小和压 下率的增加，许多过去曾经有效的振动抑制策略变得效果有限甚至无效。比如， 液压衬板技术、动力吸振器技术以及辊缝润滑状态优化技术等等。因此，对高速 连轧机的振动现象、振动机理、轧制过程稳定性以及振动控制的理论与方法进行 更加深入的研究具有非常重要的现实意义。 过去，由于冷连轧机的振动问题多于热连轧机，因而轧机振动问题的研究多 集中于冷连轧机。近年来以汽车用板带材为主的薄规格高强度带钢的市场需求量 不断增加。由于热轧具有节能高效的特点，因此有高强度薄带钢热轧工艺取代冷 轧工艺的趋势。加之业界不断追求高速度、高品质、薄规格和低成本，因而热连 轧机的振动问题也变得非常突出【6 】。 1 2 本文的研究课题 1 2 1 课题来源 本研究课题得到国家自然科学基金重点( 5 0 3 3 5 0 3 0 ) 和国家青年科学基金 ( 5 0 4 0 5 0 4 3 ) 的资助。主要研究工作结合企业委托项目。 1 2 2 现场热连轧机及其自激振动问题 作为本课题研究对象的热连轧机是一套经过全面技术改造的引进二手设备， 年生产能力1 5 0 万吨。该轧机由一架带全液压侧压立辊的四辊大功率粗轧机、7 架带全液压厚度控制( h - a g c ) 系统的精轧机组( f o f ，) 和一台全液压卷取机 组成。末端机架轧制速度。= 1 5 1 7 m s ，成品板厚吃= 1 5 1 2 7m m 川。 该轧机在高速( 5 m s ) 轧制薄带钢板( 7 m m ) 时，精轧机组第五架 轧机常常发生剧烈的自激振动，伴随强噪声，严重影响产品质量和生产效率，威 胁生产的正常运行和设备安全。通过调整控制器增益，从正常状态的k p = 1 2 0 0 降低到k p = 3 0 0 时，虽然具有振动抑制效果，但是系统稳态误差太大，不能保证 2 太原理：l ：大学博士研究生学位论文 板带产品厚度精度。为此，厂方委托太原理工大学机电所，深入研究其振动机理 及振动发生的原因，提出正常条件下高速扎制薄板带钢时的有效的振动控制策 略，解决该热连轧机的自激振动问题。 现场热连轧机组精轧机工作机座( f 1 一f 6 ) 主要结构参数如表卜l 所示。 表卜1 热连轧精轧机工作机座主要结构参数m m t a b l e l 1p r i n c i p a ls t r u c t u r ep a r a m e t e ro fh o tr o l l i n gm i l ls t a n d 1 2 3 研究方法及主要研究内容 本文以某热连轧精轧机组一个单元轧机为研究对象，采用试验研究与理论分 析相结合、多学科知识相互融合的研究手段，深入研究了热连轧机的自激振动现 象、振动机理、振源诊断、压下系统稳定性、振动系统优化、结构动力学修改以 及振动控制策略等问题。 使用先进的动态测试分析仪器进行了热连轧机的现场多点综合大型振动测 试，通过振动信号的谱分析和小波包分析等现代信号分析处理技术，获取了轧机 垂直振动的基本形态和振动特征，实现了轧机振动问题的定量分析以及振源位置 的准确诊断。 利用与振动测试同步记录的液压压下控制系统各种工况的过程数据，通过系 统辨识的方法获取了从伺服阀给定电流至辊缝输出值之间各种运行状态下的传 递函数。通过对辨识的模型结构和模型参数的分析，进一步研究了压下系统的稳 定性与系统发生自激振动的机理。 采用有限元法和试验模态分析方法对轧机工作机座系统进行了详细的结构 动力学分析，通过理论建模和试验建模相结合的混合建模方法，分别构建了热连 轧机工作机座垂直振动系统的6 自由度振动模型和2 自由度非对称有限元修正模 3