摘要：针对轧机机电系统电机速度鲁棒跟踪非脆弱控制问题,建立了含非线性、不确定性、负载转矩轧机机电传动系统动力学模型。将系统的非线性按参数不确定性处理,通过H∞理论、Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear maxtrix inequality,LMI)方法得到了通过状态反馈使得系统满足二次稳定、抑制外界干扰的充分条件。为了实现给定速度信号跟踪非脆弱控制,设计了前馈补偿器。结果表明所设计控制器的非脆弱性表现为控制器参数的鲁棒性,即可以通过控制器参数的直接选取达到非脆弱控制效果,能够实现电机速度鲁棒跟踪非脆弱控制及对外界干扰的抑制。实例仿真验证了该方法的可行性和有效性。

摘要：建立了含参激非线性、不确定性、负载转矩的轧机机电传动系统扭振动力学模型,研究了板带轧机电机速度鲁棒跟踪非脆弱控制问题。将板带轧机机电传动系统的非线性按参数不确定性处理,通过H_∞理论、Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法得到了通过状态反馈使得系统满足二次稳定、抑制外界干扰的充分条件;为了实现给定速度信号跟踪非脆弱控制,设计了前馈补偿器。轧机实例仿真结果验证了方法的有效性,并发现控制器的非脆弱性表现为控制器参数的鲁棒性,即可以通过控制器参数的直接选取达到板带轧机机电传动系统扭振非脆弱控制效果。

摘要：提出以井架钢结构主要承载杆件测试应力为指标、与应力有关设计参数作为修正对象的模型局部修正理论进行井架钢结构极限承载力分析的新方法。对实验室井架钢结构模型进行多级动载再现实验,通过仿真模拟实现了多级动载应力的拟合,误差在5%以内,验证了模型局部修正理论的正确可行性;以该理论为基础,现场逐级载荷实验数据为依据,建立了真实体现实际井架钢结构力学行为的仿真计算模型,运用线性屈曲法、几何非线性法和双重非线性法,对现场某型号在用井架钢结构进行了实际极限承载力预测,得出了该井架钢结构的极限承载力、破坏形式及危险部位。

摘要：基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速度。测得相邻时刻两截面的瞬时转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,进而实现转轴动态扭矩的直接监测。实验验证了该方法的可行性。与传统方法相比,该方法实时性强,具有较宽的动态范围,对动态扭矩的识别值提高了5%-10%,反映了转轴扭矩波动的动态特性。

摘要：为解决实际测试中轧机传动系统关键点处动态扭矩不易同时测量的难题,提出一种扭振信号拓扑网络的轧机动态扭矩测量方法。通过把扭振计算的力矩和转角位移看作系统的输入输出信号,依据拓扑思想,建立信号之间的扭振信号拓扑网络模型。把有限实测点的测试数据代入扭振信号拓扑网络模型,可获得传动系统中其它关键点处的扭振参数值。轧机实际现场扭矩测试和数据分析处理结果验证了理论推导的正确性。这为轧机现场监测中不易同时布置传感器且非同轴的关键测点的振动参量获取提供了有效方法。通过编制程序可以实现轧机扭振在线监测和故障分析,从而保证轧机正常平稳运行。

摘要：针对在役石油钻机井架的力学特征,建立了基于双重非线性理论的极限承载仿真模型。研究了以在役钻机井架杆件的测试应力为重要指标,与应力有关的设计参数作为修正对象的仿真模型修正理论。对实验室内钻机井架模型进行的极限承载性能实验和仿真预测研究结果表明,井架模型的实际破坏位置与仿真预测结果基本一致,极限承载力误差很小。依据现场动载应变试验,应用该仿真模型分析了在油田上广泛使用的A形和K形石油钻机井架的极限承载性能,得到了井架结构的极限承载力、载荷与应力的关系以及井架破坏形式和危险部位,为钻机井架的安全平稳运行提供了重要的参考依据。

摘要：为能够对大型复杂旋转机械转轴动态载荷特性进行在线监测,给出一个表征转轴动载特性的参量——动载波动系数K_(ID)。应用动力学理论推导出动载波动系数K_(ID)测量模型的数学表达式,该式表明测得转轴转速波动值即可求得K_(ID)值。基于激光多普勒技术,提出一种直接提取动载波动系数K_(ID)的激光测量方法。通过构造光学测试系统测量相邻时刻转轴轴段两端面的瞬态转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,代入K_(ID)测量模型,能够直接得到动载波动系数K_(ID)值,从而实现对转轴扭振强度的实时监测。通过试验验证了该方法的可行性,结果表明,动载波动系数K_(ID)较好地反映了转轴的动态载荷波动特性,能为工程中大型复杂旋转机械转轴动态扭振监测提供新方法。

摘要：为研究井架钢结构在风载工况下的安全性能,利用有限元分析软件ANSYS建立井架钢结构数值模型,对井架钢结构在保全设备工况下背风向、侧风向、45°风向时以及停钻工况下背风向、侧风向、45°风向时的风荷载进行计算和安全性分析。结果表明:在保全设备工况下,井架钢结构位移和应力均满足安全准则;在停钻工况下,井架钢结构的顶部变形均大于许用的安全位移值;应力分析表明,在侧向风作用下,井架钢结构前后立柱之间的横杆所受到的应力大于许用的安全应力,导致井架钢结构的横杆不安全。对位移和应力的综合分析表明,需要增加井架钢结构杆件的尺寸或者对材料进行改进。在设计或对含损伤缺陷的井架钢结构进行安全性评估时,必须考虑风荷载的作用。

摘要：文章对JJ315 43 A型井架在设计载荷作用下进行了几何非线性分析,提出非线性影响度的概念,通过分析非线性影响度来确定几何非线性对井架承载各参数的影响。分析得出,几何非线性对井架顶部x向、y向位移影响较大;对井架杆件轴向应力影响较小;从而得出在井架大钩较小载荷作用下,通过测量井架顶部z向位移及测试井架主要杆件的应力[1],以线性外推法进行井架安全承载能力评定是可行的。

摘要：为了研究井架承载至破坏整个过程,利用相似模型进行井架试验是非常必要的。应用相似理论制作了1∶13.3的JJ315/43—A型井架相似模型,在该模型上进行了井架安全承载试验与井架压溃破坏试验。由井架安全承载试验结果可知:井架上段为受力较大部位;井架立柱测试应力与大钩作用载荷呈线性关系。井架压溃试验发现:井架破坏发生在井架上段;实测井架模型大钩极限载荷为19.0kN,与双重非线性有限元分析计算结果基本一致,其相对误差在5.0%以内,证明以这种方法预测井架原型极限载荷是可行的。