Введение к работе
Актуальность темы. Одной из главных задач, стоящих перед текстильной промышленностью, является улучшение качества, эксплуатационных свойств и внешнего вида пряжи и нитей. Снижение издержек, рост объемов производства и ассортимента текстильных материалов требует постоянного технического контроля всех технологических операций, качества сырья и готовой продукции. Неровнота продуктов прядения (неравномерность пряжи и полуфабрикатов по линейной плотности) является одним из наиболее существенных факторов, определяющих их потребительское качество и экономические показатели процессов производства.
В настоящее время наиболее актуальные задачи в этой области связаны с обнаружением и анализом различных видов нестационарной неровноты.
Создание и реализация алгоритмов моделирования нестационарных видов неровноты по линейной плотности одномерных волокнистых материалов (ВМ) позволит оценить качество исследуемых материалов, даст возможность выбора наиболее эффективных методов выявления нестационарной неровноты.
Автоматизация исследования неровноты с использованием компьютерных систем является в настоящее время непременным, обязательным требованием при решении перечисленных задач.
Целью данной диссертационной работы является решение научно-технической задачи создания методики применения автоматизированных методов цифрового анализа к нестационарным видам неровноты и исследование возможностей этого анализа с целью управления технологическими процессами и прогнозирования источников возникновения нарушений стационарности неровноты продуктов прядения, а также анализ существующих методов изучения нестационарной неровноты. Решение этой задачи включает в себя следующие этапы:
анализ существующих методов исследования нестационарных видов неровноты одномерных ВМ;
разработка методов и алгоритмов моделирования неровноты одномерных ВМ, включающих неравномерность по линейной плотности, в том числе локальные участки нарушения однородности неровноты продуктов прядения;
разработка методики применения вейвлет-анализа к обнаружению нестационарных видов неровноты одномерных ВМ и оценка ее эффективности;
разработка альтернативных методов оценки неравномерности и методов выявления нестационарных видов неровноты, в том числе участков с локальной неровнотой одномерных ВМ;
разработка автоматизированного программного комплекса (АПК) для анализа различных видов нестационарной неровноты с использованием вейвлет-анализа и других методов обнаружения неровноты одномерных ВМ.
Предмет исследования. Объектом исследования являются методы оценки неравномерности одномерных ВМ и автоматизация методов анализа с целью обнаружения нестационарных видов неровноты, прогнозирования источников ее возникновения.
Методы исследования. В работе использованы методы математического и компьютерного моделирования, методы теории вероятности и случайных процессов, методы математической статистики и обработки экспериментальных данных, корреляционного и спектрального анализов, методы вейвлет-анализа, методы разработки автоматизированных комплексов.
Научная новизна работы. В результате выполнения поставленной научно-технической задачи построены математические и компьютерные модели различных видов неровноты по линейной плотности одномерных продуктов прядения. Созданы модели и алгоритмы моделирования одномерных ВМ с так называемой "идеальной неровнотой", а также с часто встречающимися на практике видами неровноты, в том числе различных видов локальной неровноты.
Разработаны новые методы обнаружения локальной неравномерности по дисперсии и корреляционным свойствам, основанные на методе скользящего усреднения. Разработана структура АПК для анализа неравномерности одномерных ВМ.
Практическая значимость и реализация результатов работы. На основании разработанных методов и моделей создана структура АПК, позволяющая обнаруживать и эффективно идентифицировать большинство встречающихся на практике видов стационарной и нестационарной неровноты линейной плотности одномерных волокнистых продуктов. Использование структуры такого комплекса при обработке экспериментальных данных является мощным средством контроля технологического процесса и управления качеством волокнистых продуктов.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (Текстиль-2007, Текстиль-2008 и Текстиль-2009) (г. Москва, МГТУ им. А.Н.Косыгина) и на межвузовской научно-технической конференции "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск-2009), а также публиковались в журналах "Известия Вузов. Технология текстильной промышленности" (г.Иваново, №2с за 2009 г.) и в сборнике научных трудов аспирантов МГТУ им. А.Н. Косыгина (г. Москва, 2009 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 86 наименований и 2 приложений. Содержание диссертации изложено на 205 страницах, содержит 88 рисунков и 5 таблиц.
