轧钢工业是我国实现工业现代化的重要支撑,但轧机的非线性振动问题严重影响着我国轧钢工业的发展,由非线性振动引起的轧机设备损坏和安全事故时有发生。因此,了解轧机的失稳振荡机理,针对失稳机理提出有效的轧机控制策略具有重大的现实意义。本文考虑轧机的水平振动、扭转振动及其他必要影响因素建立了一类轧机传动系统非线性动力学模型,在所建立的模型基础上对轧机的振动特性及振动控制进行了相关理论研究,并通过数值仿真对理论分析的振动机理及控制策略进行了验证,旨在为实际轧制系统的减振控制和参数设计提供一定的理论参考。首先,考虑轧机传动系统的水平振动和扭转振动的耦合作用,综合多种影响因素建立了轧机扭转-水平耦合振动系统非线性模型。其次,为分析高维系统的分岔特性,先利用Lyapunov-Schmidt(LS)约化法进行降维,得到保留了原系统动力学特征的相似低维方程,之后基于奇异性原理对系统静态分岔的拓扑结构进行分析,得到了使系统稳定的参数范围,为轧机传动系统振动现象的研究和结构参数的设计提供参考依据。最后,利用Jacobian矩阵和Hurwitz判据对建立的轧机扭转-水平耦合振动模型的特征方程进行Hopf分岔分析,得到了以混合摩擦系数为分岔参数的振动系统的分岔点,通过数值仿真得到系统的Hopf分岔情况,通过引入Wash-out-filter对轧机振动模型实施了线性和非线性控制。通过滤波器实现了Hopf分岔点位置变换、分岔类型的改变等,很好的实现了对系统的分岔控制,这说明在轧机实际的工作中,可以通过引入Wash-out-filter的方法来消除或者预防系统的分岔现象,以减少轧机振动的发生。