1 绪论 1
1.1 轧机传动机电振动问题的提出 1
1.2 轧机传动对电气传动系统的要求 5
1.2.1 轧机传动的要求 5
1.2.2 轧制工艺对传动系统技术性能的要求 5
1.3 轧机传动交流调速技术的现状与发展 7
1.3.1 交流电机与直流电机调速的比较 8
1.3.2 同步电机和异步电机调速的比较 11
1.3.3 轧机交流传动方式的比较 14
1.3.4 中国轧机传动交流调速技术的发展 19
1.4 轧机传动机电振动控制技术的发展 23
2 交流传动控制系统的模型 31
2.1 直流电机模型 31
2.2.1 同步电机的数学模型 33
2.2 磁场定向控制同步电机调速系统 33
2.2.2 同步电机磁场定向控制原理 44
2.2.3 同步电机磁场定向控制系统结构 47
2.2.4 磁场定向控制同步电机的传递函数 58
2.3 磁场定向控制异步电机调速系统 59
2.3.1 磁场定向控制异步电机的数学模型 59
2.3.2 异步电机磁场定向控制系统 62
2.3.3 磁场定向控制异步电机的传递函数 67
2.4 电磁转矩调节环 69
3 轧机传动系统的动力学模型 71
3.1 概述 71
3.1.1 轧机传动系统的模型 71
3.1.2 数学描述与分析的相关准备知识 74
3.2 二质量系统的模型 80
3.2.1 二质量系统的传递函数 80
3.2.2 二质量系统的极点分析 83
3.2.3 二质量系统的零点分析 84
3.2.4 举例分析 85
3.2.5 机械参数的影响 89
3.2.6 状态方程 90
3.3 多质量系统的模型 92
3.3.1 三质量系统的模型 92
3.3.2 四质量系统的模型 95
3.3.3 多质量系统的模型 97
3.4 齿隙的影响 102
3.5 摩擦力的影响 104
4 轧机传动系统的扭振 107
4.1 轧机传动系统的扭振现象 108
4.1.1 扭振动力学参数 108
4.1.2 轧钢过程的扭振现象 110
4.1.3 扭振的测试 116
4.2 轧机传动扭振模型分析 121
4.2.1 咬入过程的扭矩变化规律 122
4.2.2 稳定轧制过程 123
4.2.3 阶跃加载的动态响应 123
4.3 采用滤波器抑制机电振荡 124
4.3.1 滤波器原理 124
4.3.2 滞后滤波法 126
4.3.3 陷波滤波法 128
4.4 陷波滤波器的实际应用 132
4.4.1 交交变频调速系统中的陷波滤波器 132
4.4.2 交流调速全数字控制系统中的陷波滤波器 134
5 轧制扰动对电气传动系统的影响 141
5.1 轧制扰动的动态速降现象 141
5.2 动态速降指标 143
5.3 轧制扰动的电气传动系统模型 149
5.4.1 工程最佳原理 152
5.4 控制系统工程最佳设计法 152
5.4.2 二阶工程最佳 153
5.4.3 三阶工程最佳 155
5.4.4 二阶与三阶工程最佳系统比较 157
5.5 控制系统扰动稳态误差的分析 161
5.6 双闭环控制系统的轧制扰动过程分析 163
6 轧制扰动负荷观测器控制 166
6.1 外扰负荷观测器控制系统 167
6.1.1 带外扰的反馈控制系统 167
6.1.2 外扰负荷观测器控制的基本原理 168
6.1.3 轧机传动外扰负荷观测器控制系统 171
6.2 外扰模型前馈控制（SFC） 177
6.2.1 外扰模型前馈控制的基本原理 177
6.2.2 外扰模型前馈控制系统的传递函数 179
6.2.3 外扰模型前馈控制系统的稳态误差分析 181
6.2.4 SFC的实际应用效果 182
6.3 外扰负荷观测器控制的机电振荡抑制分析 186
6.3.1 负荷观测器控制系统机电振荡分析 186
6.3.2 机电振荡抑制控制系统 187
6.4 共振比控制系统 190
6.5 轧制扰动负荷观测器的实际工程应用 195
6.5.1 工程应用的负荷观测器 195
6.5.2 交交变频调速系统中的负荷观测器 199
7 状态观测器反馈控制 205
7.1 状态观测器反馈控制基础 205
7.1.1 状态反馈控制 205
7.1.2 闭环系统的极点配置 209
7.1.3 状态观测器 209
7.2 轧机传动全维状态观测器控制 212
7.2.1 全维状态观测器 212
7.2.2 轧机传动系统的状态方程 213
7.2.3 全维状态观测器的设计 214
7.2.4 全维观测器的仿真 217
7.3 轧机传动降维状态观测器控制 220
7.3.1 降维状态观测器 220
7.3.2 轧机系统降维状态观测器的设计 223
7.3.3 降维观测器的仿真 227
7.3.4 降维观测器的反馈控制系统 227
7.4 轧机传动复合降维观测器控制 231
7.4.1 复合降维观测器的原理 231
7.4.2 复合降维状态观测器的设计 231
7.4.3 复合降维观测器的仿真 234
7.5 轧机传动状态观测器控制方案的比较 238
7.6 状态观测器在轧机传动工程中的应用 240
8 轧机传动机电振动的现代控制方法 245
8.1.1 卡尔曼滤波原理 246
8.1 轧机传动系统的卡尔曼滤波应用 246
8.1.2 卡尔曼滤波观测器控制系统 249
8.2 轧机传动系统的H∞控制 256
8.2.1 H∞控制问题 256
8.2.2 H∞状态观测器 259
8.2.3 轧机传动H∞控制器 261
8.3 轧机传动系统的智能控制 266
8.3.1 智能控制的基本概念 266
8.3.2 神经网络控制 269
8.3.3 人工神经网络的构成 272
8.3.4 人工神经网络的学习 272
8.3.5 神经网络观测器实现方法 275
8.3.6 用于轧机传动系统的神经网络观测器 276
参考文献 280