隨著現代化工業的迅猛發展，各行各業對冷軋薄帶的需求量不斷增加，同時對其質量的要求也越來越高．因此現代大型連軋機都裝備了先進的計算機過程控制、鋼板厚度自動控制、板形檢測自動控制系統，同時，連軋機又對主傳動系統提出了高精度和高動態響應的技術要求．軋機傳動系統涉及到軋鋼機械、電機、自動控制技術以及電網等多個學科，系統龐大，當機電配合不好時容易產生機電振動現象。本文將對棒材軋機主傳動系統設計和應用做簡單的介紹。

軋鋼過程中產生的機電振動一般分3類：

1)電機與機械彈性聯接產生機電共振現象；
      2)軋制過程中負荷周期性變化產生的振動；

3)軋制過程負荷突變產生的激勵振動．在軋鋼過程中機電振動將嚴重影響軋鋼生產，使活套、AC,C、板形控制無法正常工作，達不到自動控制的效果，影響產品質量，甚至發生斷輥、斷軸事故，危及設備安全生產．

設計了軋機傳動外擾負荷觀測器控制系統，有效消除了外擾對控制系統的影響．設計了基于等效負載擾動觀測器的軋機傳動系統魯棒控制，對外界擾動和系統參數變化具有很好的控制效果．然而，這些方法的負荷擾動觀測器是基于對
象模型已知的條件下設計的，而實際系統模型并不能精確得到．基于以上原因，用擴張狀態觀測器(F_SO)來觀測負荷擾動及模型參數的不確定項，基于自抗擾控制(ADRC)技術設計了一種既不依賴于對象模型，又具有較強魯棒性的軋機傳動控制系統．

     自抗擾控制是韓京清研究員及其合作者經過十幾年的研究，提出的一種非線性控制律．為了提高控制器的性能，ADRC采用了兩項重要的發明：一是通過簡單的非線性算法，對系統的狀態以及狀態的各階微分進行跟蹤控制；二是通過擴張狀態觀測器(F_SO)觀測出系統的狀態和“綜合擾動項”，得到廣義狀態誤差并對擾動項進行前饋補償．也就是說，ADRC既控制了系統的狀態，又控制了狀態的各階微分，同時還兼顧了擾動的動態補償，因此使控制系統在穩定性和魯棒性方面都有顯著提高．

2 軋機主傳動系統模型(Model of main drivesystem of rolling mil1)
直流電氣傳動具有調速范圍廣、穩速精度高、控制方便等優點，因此被廣泛應用于冶金、建材、印刷、機床等行業，在拖動領域中發揮著極其重要的作用．大型連軋機主傳動系統中采用直流傳動和采用矢量控制交流傳動的機電系統傳遞函數結構都可以等效為速度和電流雙閉環調節系統．為此，下面以直流電機為對象進行分析．

直流電氣傳動的某冷連軋機第4機架基本動態結構如圖1所示，由此得到軋機主傳動系統的微分

軋機主傳動系統在運行時存在多種擾動，這些擾動是造成系統性能下降的主要因素，因此在設計控制系統時全面分析這些擾動，以便對其進行補償抑制．根據擾動的性質，將其分為以下3種主要形式：軋制負荷擾動、轉矩系數擾動和參數攝動．
     1)軋制負荷擾動．
    齒輪傳動間隙、聯軸器間隙、軋輥偏心等傳動部件在運行過程中產生的周期性振動會造成軋制負荷的周期性振動．為此考慮如下形式的軋制負荷

2)轉矩系數擾動．
    考慮實際存在電樞反應或者由于補償繞組不能完全抵消電樞反應的直流電機非線性模型，這種電樞反應引起的非線性不確定性.

3 軋機主傳動系統機電振動控制器設計(Design of electromechanical vibration controllerof main drive system)

負荷狀態觀測器是狀態觀測器的推廣，是一種特殊的一維狀態觀測器．從理論上構造的負荷觀測器可以完全抵消負荷轉矩擾動．其詳細設計方法參見文獻．下面設計基于擴張狀態觀測器的軋機主傳動系統自抗擾控制器．

3．1 非線性跟蹤微分器(Nonlinear tracking di ren—tiator)
      在實際工程問題中，如何由不連續或帶隨機噪聲的量測信號合理地提取連續信號及微分信號直接關系到控制系統性能的好壞，實踐中，往往通過向后差分法得到微分信號，但該方法得到的結果往往含有噪聲，從而影響整個系統的性能．為此，韓等發展了一種非線性跟蹤一微分器.

本文針對軋機主傳動系統存在不確定的軋制負荷擾動和參數攝動問題，運用擴張狀態觀測器(ESO)對系統的綜合擾動項進行觀測，該觀測器不需要系統精確的數學模型即能實現對系統擾動很好的觀測，避免了擾動負荷觀測器對系統模型的依賴性；并利用自抗擾控制(ADRC)技術設計了一種新型的控制器．仿真結果表明，該控制系統對外界負載擾動和系統參數變化具有很好的魯棒性，且調節時間短、動態速降小、恢復迅速，有效抑制了由于軋制負荷周期性變化和軋制負荷突變引起的機電振動，為軋機主傳動系統的機電振動控制提供了一種新的方法．