作为现代冶金行业中重要加工设备的轧机，其振动问题严重影响轧制生产效率和板带表面质量，一直是制约带材产量与质量的重要因素。因此，轧机振动控制问题逐渐成为领域内的研究热点。高速连轧机的振动形式主要有主传动系统的扭转振动与轧机基座的垂直振动，两者之间不可避免地存在耦合特性。因而，对于轧机垂扭耦合振动系统的解耦控制方法研究具有重要的理论意义和实际的应用价值。本文首先分析了两种形式振动的致振机理，分别建立了两种形式振动的动力学模型；其次在分析轧制变形区参数的特性的基础上，建立轧机垂直-扭转耦合振动模型；最后采用对角矩阵解耦法对系统进行了振动控制仿真研究。主要研究工作如下：(1)对于轧机垂直振动的主要形式三倍频垂振与五倍频垂振的振动机理，采用集中质量法分别进行了动力学分析。总结了常见的引起两种垂振的原因，分析了垂振系统的固有频率与主振型，建立了轧机垂振系统的多自由度动力学模型。(2)对于轧机主传动系统的扭转振动问题，建立了轧机主传动系统的多自由度集中质量模型。在研究了多自由度模型与两自由度模型之间关系的基础上，将多自由度模型转化为由电动机和轧辊通过弹性轴连接的二自由度系统。以此为控制对象构建了轧机主传动振动控制系统的数学模型，计算了系统的阶跃响应与斜坡响应，分析了系统的稳定性。(3)对于轧制过程中的重要参数轧制力和轧制扭矩通过辊缝变形区的耦合问题，在分析变形区摩擦特性与轧机辊缝特性的基础上，运用虚功原理，通过垂扭耦合刚度构建了轧机垂扭耦合动力学模型。(4)采用现代控制理论，将上述轧机垂扭耦合动力学模型转化为状态空间模型，分析其能控性、能观性与稳定性。采用对角矩阵解耦的方法，对轧机垂扭耦合振动系统进行了解耦控制方法的研究。仿真分析结果表明，解耦控制效果明显，垂振与扭振都得到了有效抑制。