随着科技的进步和社会的发展,人们对板带轧机中存在的振动问题越来越来重视。由于板带轧机本身机械结构的复杂性以及在轧制过程中含有多种非线性因素,所以板带轧机振动会时常发生。因此,人们迫切需要了解板带轧机的振动机理,掌握抑制板带轧机振动的控制方法,为此本文为消除板带轧机振动,提高轧制产品的质量,对液压缸非线性刚度约束下的板带轧机辊系振动特性及其控制方法展开了研究。首先,本文针对目前非线性板带轧机振动研究中的局限性,根据板带轧机辊系的机械机构和液压缸的工作原理,给出了液压缸非线性刚度表达式,研究了液压缸活塞位置与液压缸非线性刚度之间的变化规律,通过泰勒级数展开简化了液压缸非线性刚度表达式。这为研究液压缸非线性刚度约束下的板带轧机辊系振动问题提供了理论基础。其次,考虑液压缸非线性刚度的约束作用,本文采用集中质量法将四辊板带轧机辊系简化为弹簧-质量块,建立了一种液压缸非线性刚度约束下的板带轧机辊系单自由度振动模型。采用平均法求得系统的幅频响应,仿真分析非线性刚度系数、外激励幅值和液压缸无杆腔初始位移等参数影响下系统的幅频特性和分岔特性。然后,在上述板带轧机辊系单自由度振动模型的基础上,考虑板带轧机的机架的影响,将机架等效为一个质量块,建立了液压缸非线性刚度约束下的板带轧机辊系两自由度振动模型。依据广义耗散拉格朗日原理得到含有液压缸非线性刚度的轧机辊系垂直振动方程,运用平均法求解出振动系统的幅频响应。研究液压缸非线性刚度和轧机结构参数变化下的板带轧机振动系统的幅频特性、频谱特性和时域特性,这为抑制板带轧机振动提供了理论参考。最后,针对液压缸非线性刚度约束系统的单自由度振动问题,建立了一种液压缸非线性刚度约束系统的动力学控制模型。引入控制参数,分别采用Melnikov方法和Lyapunov稳定性判别法对液压缸非线性刚度约束系统的稳定性进行分析,得到系统参数对液压缸非线性刚度约束系统稳定性的影响规律。通过数值解和仿真分析对比验证,研究控制参数对液压缸非线性约束系统的影响规律,并给出了液压缸非线性刚度约束系统的控制方法,为进一步深入研究这一类液压缸非线性约束系统的动力学控制模型提供了理论参考。