面临日益严峻的资源与环境的约束以及产能和需求之间的矛盾,作为主要成材工艺的板带轧制生产需要进一步转型升级。然而,板带轧机在高速轧制过程中经常发生振动现象,阻碍了轧制生产的高效化发展进程,集中表现在机架与轧辊间产生的垂直于轧制方向的振动,是破坏轧制系统稳定性以致轧制厚度波动的主要原因。因此,为提高板带轧机轧制稳定性和轧制精度、改善轧制产品的质量和性能,本文对多种非线性因素影响下的板带轧机辊系振动行为及抑制策略展开研究。首先,本文分别研究了活塞杆与液压油两种介质间弹性模量的差异所导致的液压缸刚度非线性,液压缸活塞与缸壁间非线性摩擦,轧制力动态特性以及轧件变形滞后非线性特性等因素对轧机辊系振动行为的影响。其次,采用集中质量法将板带轧机辊系结构简化为弹簧-质量块模型,基于广义耗散Lagrange原理分别建立液压缸分段非线性约束下的板带轧机辊系振动模型、轧制力动态特性影响下的板带轧机辊系振动模型和轧件滞后变形非线性影响下的板带轧机辊系振动模型,并在此基础上提出一类具有弹性和阻尼双分段非线性约束模型。分析液压缸非线性刚度、非线性摩擦、轧制速度和外激励等因素影响下的辊系振动系统的周期响应特性,分别得到各非线性因素变化对板带轧机辊系振动系统幅频响应和稳定性的影响规律。然后,采用平均法和增量谐波平衡法等非线性问题求解方法得到各系统模型的动态响应。运用奇异性理论得到系统在不同约束条件下的转迁集,在由转迁集划分的各个子区域选取开折参数得到板带轧机辊系振动系统所有分岔拓扑。结合系统分岔图和最大Lyapunov指数曲线,分析板带轧机辊系振动系统随轧制速度、外激励幅值和频率变化的分岔行为,得到系统分岔失稳时的参数临界值。运用Melnikov方法得到分段非线性约束系统发生混沌的条件解析表达式,并提出了分段非线性约束系统混沌运动的时滞状态反馈控制策略。最后,组建板带轧机辊系振动测试试验平台,在板带轧制生产线上进行振动测试实验。通过模型仿真分析与实验结果对比的方式验证了本文所建立的板带轧机辊系非线性振动模型及分析结果的有效性。本课题的研究将弥补国内在轧机辊系振动系统建模及其动力学特性分析方面理论研究的不足。针对板带轧机液压系统存在的分段非线性约束特性,提出分段非线性约束系统混沌运动的控制策略。研究结果给在保证轧制精度的前提下提高轧制速度奠定了基础,对提高板带轧制稳定性和产品质量具有重要意义。