轧机自动位置控制系统混沌特性研究

2012年04月13日17:03:55 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

张瑞成，柳晓东，陈至坤
河北理工大学计算机与自动控制学院，河北唐山

摘　　　要：针对轧机自动位置控制系统（ＡＰＣ）控制后的钢板不能准确停车，出现类似振动的现象，在考虑轧辊与钢板间的阻尼力、弹性力和轧辊偏心力的基础上，建立了一个轧机自动位置控制系统停车后的非线性模型。阐述了Ｌｙａｐｕｎｏｖ特性指数的计算方法，将Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数作为ＡＰＣ系统非线性运动的混沌的判据，给出了Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数与ＡＰＣ系统运动状态之间的关系，并用Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面图、分叉图和较大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数方法分析了参数波动对轧机ＡＰＣ系统非线性参激振动的影响。研究结果表明该方法具有较好实用性，为进一步分析、诊断及控制此类系统的振动提供新的思路。

关　键　词：轧机；自动位置控制；混沌；Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数；混沌判据

１　引　言
自动位置控制（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｓｉｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ＡＰＣ）是现代轧机较重要的技术之一，依靠ＡＰＣ对辊缝的精确定位，能极大地提高钢板的轧制精度，但是对于同一套轧机，生产的钢板规格相同，外部条件基本一致，ＡＰＣ控制方法相同，有时ＡＰＣ控制后的钢板不能准确停车，会产生负阻尼的现象，由于负阻尼的作用，在一定条件下，系统运动会变得异常复杂，出现混沌现象。非线性系统的混沌问题在工程上的应用研究近来已成为热点课题［１５］，但在ＡＰＣ控制系统中的研究甚为稀少，如朱伟勇等人对板形中出现的混沌进行了研究［６］，李鸿光等人对主传动系统中出现的混沌进行了研究，并建立了扭转自激振动模型［７］，张利兵等人对轧制过程厚度控制中出现的混沌进行了研究，并验证了厚度控制中出现了混沌［８］。为此，建立一个ＡＰＣ系统停车后的非线性模型，并基于混沌现象研究了ＡＰＣ系统的不规则运动规律。

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