轧机主传动系统自激振动的滑模变结构控制研究

张巍巍，师洪涛，王福星，胡庆军

（1.北方民族大学电气信息工程学院，宁夏 银川 750000；2.天津电气科学研究院有限公司，天津 300180）

轧机的主传动系统是一个由若干个惯性元件（电机、联轴器、减速机、齿轮座、轧辊等）和弹性元件（连接轴等）组成的“质量弹簧系统”[1]。轧机在轧制过程中，常常由于打滑使主传动系统产生扭转自激振动而严重影响生产效率，甚至导致该机械系统无法正常运转。为研究轧机主传动的振动问题，文献[2-3]分析了主传动系统的机电耦合机理，建立了二自由度非线性振动模型，分析了不同参数对振动模态的影响；文献[4]考虑外激励作用下轧机主传动二自由度非线性模型的振动，分析了实际振动信号的非线性谐振特性，得到了振动幅值与系统阻尼和刚度的关系；文献[5]考虑间隙、摩擦等分段光滑的动力学特性的影响，建立了轧机主传动四自由度和三自由度含间隙碰撞模型，通过对系统的解析计算和数值分析，表明该系统在一定的参数条件下具有混沌特性，数值分析得到了系统的混沌分岔图。

由于混沌运动自身的特点，对大多数的机械系统而言，它能产生重要的危害，因此，对机械系统中的混沌运动的控制的研究具有重要的现实意义。为避免混沌现象的发生，控制该非线性振动系统具有期望的动力学特性，文献[6]利用等效无源控制和比例微分控制将系统控制到稳定的周期轨道，但是系统还不具有期望的动力学特性。……