近年来,钢铁工业对轧制产品的质量要求和轧制速度的要求越来越高,那么轧机的振动问题也越来越多,越来越复杂,主要是由于轧机机架、轧辊辊系与轧制方向发生的垂直振动和主传动系统中连接轴与辊系形成的扭转振动。垂振和扭振不是单独存在,是相互耦合的。轧机的振动问题使得板材表面有明暗相间条纹的发生,振动剧烈时,容易引发重大事故。因而,对轧机振动特性分析和抑制成为迫切需要解决的问题。本文针对轧机垂振和垂扭耦合系统进行了特性分析和振动抑制的研究,主要内容如下:以冷轧机为研究对象,建立了包含辊缝摩擦的动态轧制力模型,同时考虑了轧辊的弹性形变,在Bland-Ford-Hill轧制力的基础上,对轧辊弹性压扁半径和轧制力进行解耦分析,得到了振动位移与轧制力变化量的关系式。为研究轧机垂直振动系统辊缝间摩擦及张力对冷轧机非线性振动特性影响,建立了考虑辊缝摩擦及张力作用的四自由度非线性垂直振动模型。由于轧机的振动问题不是单独存在的,同时,建立了轧机的垂扭耦合振动模型,并求解得到了耦合系统的振动方程。根据上述建立的垂直振动模型,采用时滞反馈控制与多尺度法结合求解系统主共振幅频特性方程,仿真分析了不同轧制参数及张力对振动幅值的影响,结果表明辊缝摩擦和张力对轧机垂直振动有很大影响,并且通过适当调节时滞参数可以消除振动系统的跳跃现象。最后运用奇点稳定性理论对系统稳定性进行分析,得到了辊缝摩擦和张力对系统稳定性影响关系及稳定区间。最后,根据求解的轧机垂扭耦合振动方程,采用多尺度法求解了系统的主共振响应方程,分析了刚度、阻尼及外扰力等参数的变化对振动幅值的影响,并采用反向解耦和滑模控制器的方法进行仿真,结果表明用该解耦方法和滑模控制器得到很好的效果。