柳玉鵬

摘要：本文主要敘述采用虛擬一起技術(shù)對織機送經(jīng)量進(jìn)行測試，在分析于處理測試的基礎(chǔ)上，對送經(jīng)機構(gòu)性能的評價指數(shù)和相近度指數(shù)，進(jìn)一步從統(tǒng)計學(xué)和模糊數(shù)學(xué)的角度，定量評價織機送經(jīng)結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)劣。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；送經(jīng)機構(gòu)；織機；模糊理論

送經(jīng)機構(gòu)是根據(jù)織物緯密的大小，在織造階段按時穩(wěn)定的供應(yīng)具有張力的經(jīng)紗，其是織機機構(gòu)中得重要運動機構(gòu)，其能夠保證織機穩(wěn)定連續(xù)的進(jìn)行織造生產(chǎn)。在織機運行階段，衡量送經(jīng)機構(gòu)性能優(yōu)劣的主要標(biāo)志是確定其能否在織造過程中保證織軸能夠始終輸出均衡穩(wěn)定的經(jīng)紗張力。同時，誦經(jīng)機構(gòu)性能也會影響織物的質(zhì)量，一些織疵的出現(xiàn)與其有直接的關(guān)系，如長片段送經(jīng)不勻會造成長短碼疵點。因此，對于織機送經(jīng)機構(gòu)性能測試于評價，對織造質(zhì)量的提升具有一定的益處。

當(dāng)前，對于送經(jīng)機構(gòu)測試和評價方法在應(yīng)用中都存在弊端，如利用傳統(tǒng)的測試及評價方法，由于記錄儀的限制，不能夠?qū)λ徒?jīng)量進(jìn)行長時間的準(zhǔn)確現(xiàn)實，測試數(shù)據(jù)的不足，在一定程度上也限制了評價方法的發(fā)展。本文所研究的性能測試及評價方法，采用的時虛擬儀器測試技術(shù)，其基于LabVIEW開發(fā)平臺上。

1、系統(tǒng)的組成

在圖1中，可以比較直觀的看到利用虛擬一起技術(shù)的測試系統(tǒng)組成框圖，其中利用差動變壓器來作位移傳感器，利用電壓值對織機主軸一轉(zhuǎn)內(nèi)的送經(jīng)量進(jìn)行量化，其中RO4訊號源于組合濾波器作為系統(tǒng)的信號調(diào)理器，其可以對差動變壓器輸出的電壓進(jìn)行調(diào)理，并調(diào)理成穩(wěn)定的0-5v的直流電壓?；魻杺鞲衅饔谥鬏S上的磁缸能夠組成一個非接觸式接近開關(guān)，其所發(fā)出的0～5v的脈沖電壓能夠作為送經(jīng)量采樣的觸發(fā)信號。數(shù)據(jù)采集卡所使用的時PCI-6024E多功能數(shù)據(jù)采集卡，是由美國NI公司生產(chǎn)制造，采樣的速率為200kS/s，其中包含A/D通道8個以及D/A通道2個。在本測試系統(tǒng)中共采用了兩個A/D轉(zhuǎn)換通道，分別接收來自織機主軸0度時霍爾傳感器發(fā)的采樣觸發(fā)脈沖和對應(yīng)送經(jīng)量的標(biāo)準(zhǔn)的0～5V的直流電壓。

2、測試數(shù)據(jù)及處理

本文所測試機臺的織制品種60/2*JC30，120*75，63“，1/1。實測日本津田駒ZA209i的車速為555.18轉(zhuǎn)/分，實測國產(chǎn)YC-XX型織機車速為559.88轉(zhuǎn)/分。分別對上述兩種機型300緯的送經(jīng)量進(jìn)行測試，并且為消除測量異常點的因星光，對ZA209i機臺的7個異常點和YC-XX機臺的4個異常點進(jìn)行了清除，以下是對所獲得數(shù)據(jù)的處理：

2.1 累積送經(jīng)量

在測試中，我們發(fā)現(xiàn)，YC-XX織機的平均送經(jīng)量0.3619mm/緯；ZA209i織機的平均送經(jīng)量0.3507mm/緯。在圖2、圖3中，分別對兩種織機型號送經(jīng)量累積曲線予以直觀的表達(dá)，其中沒緯送經(jīng)量的序號在橫坐標(biāo)中可以直觀的表示，而每緯送經(jīng)量累積值（單位為毫米）在縱坐標(biāo)中有所體現(xiàn)。從表中可以看出兩種型號織機累積送經(jīng)量為一條直線，這說明織機送經(jīng)量機構(gòu)工作比較穩(wěn)定，送經(jīng)量基本保持為恒定值。

2.2 送經(jīng)量測試曲線

以每緯送經(jīng)量的序號為橫坐標(biāo)，各緯送經(jīng)量值（單位為毫米）為縱坐標(biāo)作曲線，可以得到送經(jīng)量測試曲線圖（如圖4及圖5），從圖中可以直觀、清楚的看出依次各緯送經(jīng)量的差異情況。

3、性能評價

3.1評價指數(shù)

我們假設(shè)織機每緯送經(jīng)量的實測樣本值為X1，X2，…，Xn，而工藝要求的送經(jīng)量為Lj，則評價送經(jīng)機構(gòu)性能優(yōu)劣的指標(biāo)應(yīng)與送經(jīng)量實測樣本值的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差有關(guān)。為了能定量評價送經(jīng)機構(gòu)的性能，我們引入一個稱為“性能評價指數(shù)”的統(tǒng)計量LH：

其中，λ1、λ2為權(quán)重系數(shù)（ ），一般可取λ1=λ2=0.5； 為樣本均值。

根據(jù)織機送經(jīng)機構(gòu)的性能評價指數(shù)定義可知，其值越大說明送經(jīng)機構(gòu)的性能越優(yōu)。

經(jīng)計算，ZA209i及YC-XX兩臺織機送經(jīng)量樣本實測值均值分別為0.3507 mm/緯、0.3619mm/緯，而樣本標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.0055、0.0042。測試機臺的織物成布緯密Pw=295根/10厘米，經(jīng)紗對成布的縮率aj%=12.39%，得工藝要求送經(jīng)量Lj=0.3869。令λ1=λ2=0.5，則

ZA209i：LH=104.7212

YC425：LH=133.6364

由以上性能評價指數(shù)可知，YC-XX織機送經(jīng)機構(gòu)性能稍略高于ZA209i織機。

3.2 相近度

根據(jù)美國California大學(xué)的L.A.Zadeh教授著名的“互克性原理”，一旦系統(tǒng)的復(fù)雜性超過一個閾值，復(fù)雜性和精確性將互相排斥。由于織機送經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，我們嘗試采用模糊數(shù)學(xué)的方法來評價送經(jīng)機構(gòu)，以期獲得較好結(jié)果。

我們假設(shè)織機送經(jīng)量X1、X2、…、Xn屬于正態(tài)模糊分布，其隸屬函數(shù)為

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論可知，衡量兩個模糊集合之間的相似程度，可以采用模糊距離或貼近度來度量。為了評價兩臺織機送經(jīng)機構(gòu)性能的差異，便于進(jìn)行對比分析，引入相近度指標(biāo)。在此定義送經(jīng)機構(gòu)相近度為模糊集合的格貼近度：

其中， 內(nèi)積：

外積：

設(shè)ZA209i及YC-XX兩臺織機送經(jīng)量隸屬函數(shù)分別為：

其中，μ1、μ2分別為兩臺織機送經(jīng)量樣本均值，σ1、σ2分別為兩臺織機送經(jīng)量樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

根據(jù)定義，計算出ZA209i及YC-XX兩臺織機送經(jīng)機構(gòu)性能的相近度為

圖8中的粗實線的頂點表示兩正態(tài)模糊集合的格貼近度，可見相近度為0表示兩臺織機送經(jīng)機構(gòu)性能完全不同，相近度為1表示兩臺織機送經(jīng)機構(gòu)性能完全相同。本例相近度為0.5135，說明ZA209i及YC-XX兩臺織機送經(jīng)機構(gòu)性能的相近程度相當(dāng)大。

4、結(jié)束語

通過實際測試以及對所獲得的測試數(shù)據(jù)處理，可以得出以下結(jié)論：

（1）對送經(jīng)量進(jìn)行測試，可以比較方便的計算出送經(jīng)機構(gòu)的評價指數(shù)和相近度指數(shù)，進(jìn)而能夠定量評價出織機送經(jīng)機構(gòu)的性能，這種測定方法適用于開發(fā)新機時，對其性能進(jìn)行對比分析與評價；

（2）基于虛擬儀器測試技術(shù)，所測試的數(shù)據(jù)可以以.xls的文件格式存入計算機硬盤中，該文件格式可用Excel軟件打開，方便對數(shù)據(jù)的處理，保證評價的直觀性和準(zhǔn)確性；

（3）從統(tǒng)計學(xué)角度，利用性能評價指數(shù)能夠?qū)λ徒?jīng)機構(gòu)的性能優(yōu)劣的定量差別進(jìn)行表明。從模糊數(shù)學(xué)的角度，相近度能夠表明送經(jīng)機構(gòu)性能的相近程度；

（4）綜合分析，利用送經(jīng)機構(gòu)的性能評價指數(shù)和相近度指數(shù)這兩項指標(biāo)，不僅能對兩臺送經(jīng)機構(gòu)性能的優(yōu)劣進(jìn)行定量評價，而且也能夠?qū)膳_送經(jīng)機構(gòu)性能的差異程度進(jìn)行估算。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃洪鐘，機械設(shè)計模糊優(yōu)化原理及應(yīng)用[M].第一版，北京：科學(xué)出版社，1997.

[2] 雷振山，LabVIEW 7 Express 實用技術(shù)教程[M].第一版，北京：：中國鐵道出版社，2004.

[3] 陳元甫，機織工藝與設(shè)備（下冊）[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1984.

[4] 梁海順，胡巧娥，王貫超，，等，國產(chǎn)YC425型噴氣織機機械性能的評價與分析[J].2004年全國棉紡織技術(shù)（學(xué)術(shù)）年會，2004，210 ～ 211