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本书以液压自动厚度控制系统为研究对象，以提高系统运行的稳定性、减少设备的故障发生率、提升产品的质量为目标；采用理论研究、仿真分析和试验验证相结合的技术路线；深入探究液压自动厚度控制系统的失稳机理、非线性动力学行为、参数辨识及修正方法、实测信号预处理方法等基础理论与关键技术，深刻揭示了液压自动厚度控制系统产生非线性振动的诱因，分析了结构参数和非线性因素对系统动力学行为的影响规律，为液压自动厚度控制系统的振动溯源与抑制奠定了理论基础。

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状及分析 2

1.2.1 液压自动厚度控制系统失稳机理研究现状 2

1.2.2 液压自动厚度控制系统非线性动力学行为研究现状 4

1.2.3 液压自动厚度控制系统参数辨识方法研究现状 6

1.2.4 实测信号预处理方法研究现状 8

1.3 本书的主要内容 10

第2章 液压自动厚度控制系统数学模型 12

2.1 液压自动厚度控制系统的组成 12

2.1.1 压下缸位置闭环 13

2.1.2 轧制压力闭环 13

2.1.3 测厚仪监控闭环 13

2.2 液压自动厚度控制系统的数学模型 13

2.2.1 控制器数学模型 13

2.2.2 伺服放大器数学模型 14

2.2.3 液压动力机构数学模型 14

2.2.4 负载数学模型 16

2.2.5 传感器数学模型 17

2.2.6 液压自动厚度控制系统综合框图 18

2.3 本章小结 19

第3章 液压自动厚度控制系统稳定条件 20

3.1 液压传动部分的增量传递模型 20

3.2 反馈和控制部分的增量传递模型 22

3.3 非线性闭环系统稳定的频率判据 23

3.4 位置闭环系统的稳定条件 26

3.5 压力闭环系统的稳定条件 28

3.6 本章小结 31

第4章 液压自动厚度控制系统关键参数辨识方法 32

4.1 液压自动厚度控制系统垂直振动动力学模型 32

4.2 基于CA方法的液压自动厚度控制系统动力学方程求解 33

4.2.1 CA方法的基本原理 33

4.2.2 用CA方法求解两自由度振动系统 33

4.2.3 CA方法数值试验 37

4.2.4 CA解析解误差分析 38

4.3 CA方法的改进 39

4.3.1 FEMD方法的基本原理 39

4.3.2 FEMD方法与CA方法的联系 45

4.3.3 基于ICA方法的CA方法解析解修正 48

4.3.4 ICA修正解与CA解析解误差比较 49

4.4 基于ICA方法的参数辨识方法 50

4.4.1 基于ICA方法的参数辨识原理 50

4.4.2 基于ICA方法的参数辨识仿真 52

4.4.3 参数辨识试验 53

4.4.4 基于ICA方法的参数辨识结果及分析 54

4.5 本章小结 56

第5章 液压自动厚度控制系统关键参数辨识修正方法 58

5.1 基于领导者策略的狼群搜索算法 58

5.2 自适应变步长搜索策略 60

5.3 混沌优化策略 62

5.4 自适应变步长混沌狼群优化算法 63

5.5 CWOA对比验证 65

5.6 基于CWOA的参数修正策略 71

5.7 基于CWOA的参数修正结果及分析 72

5.8 本章小结 75

第6章 液压自动厚度控制系统失稳影响因素 77

6.1 位置闭环系统的失稳机理 77

6.1.1 位置闭环系统的失稳条件 77

6.1.2 数值试验参数设置 77

6.1.3 控制腔容积变化对系统稳定性的影响机理 78

6.1.4 刚度系数变化对系统稳定性的影响机理 79

6.1.5 阻尼系数变化对系统稳定性的影响机理 80

6.1.6 增益系数变化对系统稳定性的影响机理 82

6.2 压力闭环系统的失稳机理 83

6.2.1 压力闭环系统的失稳条件 83

6.2.2 控制腔容积变化对系统稳定性的影响机理 83

6.2.3 刚度系数变化对系统稳定性的影响机理 84

6.2.4 阻尼系数变化对系统稳定性的影响机理 85

6.2.5 增益系数变化对系统稳定性的影响机理 86

6.3 本章小结 87

第7章 液压自动厚度控制系统非线性动力学行为 88

7.1 液压自动厚度控制系统非线性作用下的负载振动模型及特性分析 88

7.1.1 非线性作用下的负载垂直振动模型 88

7.1.2 幅频特性求解 90

7.1.3 分岔特性分析 92

7.2 非线性作用下系统非线性动力学行为研究 95

7.2.1 幅频特性 95

7.2.2 分岔行为 97

7.2.3 典型非线性动力学行为 99

7.3 本章小结 108

第8章 液压自动厚度控制系统试验数据预处理方法 109

8.1 数据预处理方案拟定 109

8.2 ESMD与K-L散度相结合的信号有效分量提取 110

8.2.1 ESMD方法的基本原理 110

8.2.2 K-L散度的基本原理 111

8.2.3 ESMD与K-L散度相结合的信号有效分量提取方法 112

8.3 基于振动烈度低频滤波修正的频域积分 122

8.3.1 频域积分的基本原理 122

8.3.2 振动烈度的基本原理 123

8.3.3 基于振动烈度低频滤波修正的频域积分方法 123

8.4 本章小结 127

第9章 液压自动厚度控制系统非线性振动试验 129

9.1 液压自动厚度控制系统测试试验系统 129

9.1.1 试验系统组成 129

9.1.2 基于PDA的轧制工艺数据采集系统 131

9.1.3 基于虚拟仪器的振动数据采集系统 133

9.1.4 位置闭环系统初始状态调定 134

9.1.5 压力闭环系统初始状态调定 135

9.2 试验数据的采集 136

9.2.1 非线性刚度特性测试 136

9.2.2 位置闭环控制时振动信号采集方案 138

9.2.3 压力闭环控制时振动信号采集方案 140

9.3 试验结果分析 141

9.3.1 非线性刚度特性测试结果 141

9.3.2 位置闭环控制腔液柱高度变化时结果 142

9.3.3 位置闭环压下缸背压变化时结果 146

9.3.4 位置闭环控制器比例系数变化时结果 148

9.3.5 压力闭环控制腔液柱高度变化时结果 149

9.3.6 压力闭环压下缸背压变化时结果 151

9.3.7 压力闭环控制器比例系数变化时结果 153

9.3.8 压力闭环轧制力变化时结果 154

9.4 本章小结 156

参考文献 157

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书籍介绍

《液压自动厚度控制系统失稳机理》以液压自动厚度控制系统为研究对象，以提高系统运行的稳定性、减少设备的故障发生率、提升产品的质量为目标；采用理论研究、仿真分析和试验验证相结合的技术路线；深入探究液压自动厚度控制系统的失稳机理、非线性动力学行为、参数辨识及修正方法、实测信号预处理方法等基础理论与关键技术，深刻揭示了液压自动厚度控制系统产生非线性振动的诱因，分析了结构参数和非线性因素对系统动力学行为的影响规律，为液压自动厚度控制系统的振动溯源与抑制奠定了理论基础。