織機送經機構的性能測試與評價

柳玉鵬

摘要：本文主要敘述采用虛擬一起技術對織機送經量進行測試，在分析于處理測試的基礎上，對送經機構性能的評價指數和相近度指數，進一步從統計學和模糊數學的角度，定量評價織機送經結構性能的優劣。

關鍵詞：虛擬儀器；送經機構；織機；模糊理論

送經機構是根據織物緯密的大小，在織造階段按時穩定的供應具有張力的經紗，其是織機機構中得重要運動機構，其能夠保證織機穩定連續的進行織造生產。在織機運行階段，衡量送經機構性能優劣的主要標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定的經紗張力。同時，誦經機構性能也會影響織物的質量，一些織疵的出現與其有直接的關系，如長片段送經不勻會造成長短碼疵點。因此，對于織機送經機構性能測試于評價，對織造質量的提升具有一定的益處。

當前，對于送經機構測試和評價方法在應用中都存在弊端，如利用傳統的測試及評價方法，由于記錄儀的限制，不能夠對送經量進行長時間的準確現實，測試數據的不足，在一定程度上也限制了評價方法的發展。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，其基于LabVIEW開發平臺上。

1、系統的組成

在圖1中，可以比較直觀的看到利用虛擬一起技術的測試系統組成框圖，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內的送經量進行量化，其中RO4訊號源于組合濾波器作為系統的信號調理器，其可以對差動變壓器輸出的電壓進行調理，并調理成穩定的0-5v的直流電壓。霍爾傳感器于主軸上的磁缸能夠組成一個非接觸式接近開關，其所發出的0～5v的脈沖電壓能夠作為送經量采樣的觸發信號。數據采集卡所使用的時PCI-6024E多功能數據采集卡，是由美國NI公司生產制造，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。在本測試系統中共采用了兩個A/D轉換通道，分別接收來自織機主軸0度時霍爾傳感器發的采樣觸發脈沖和對應送經量的標準的0～5V的直流電壓。

2、測試數據及處理

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/分，實測國產YC-XX型織機車速為559.88轉/分。分別對上述兩種機型300緯的送經量進行測試，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個異常點進行了清除，以下是對所獲得數據的處理：

2.1 累積送經量

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

2.2 送經量測試曲線

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

3、性能評價

3.1評價指數

我們假設織機每緯送經量的實測樣本值為X1，X2，…，Xn，而工藝要求的送經量為Lj，則評價送經機構性能優劣的指標應與送經量實測樣本值的平均值及標準差有關。為了能定量評價送經機構的性能，我們引入一個稱為“性能評價指數”的統計量LH：

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

根據織機送經機構的性能評價指數定義可知，其值越大說明送經機構的性能越優。

經計算，ZA209i及YC-XX兩臺織機送經量樣本實測值均值分別為0.3507 mm/緯、0.3619mm/緯，而樣本標準差分別為0.0055、0.0042。測試機臺的織物成布緯密Pw=295根/10厘米，經紗對成布的縮率aj%=12.39%，得工藝要求送經量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可知，YC-XX織機送經機構性能稍略高于ZA209i織機。

3.2 相近度

根據美國California大學的L.A.Zadeh教授著名的“互克性原理”，一旦系統的復雜性超過一個閾值，復雜性和精確性將互相排斥。由于織機送經系統的復雜性，我們嘗試采用模糊數學的方法來評價送經機構，以期獲得較好結果。

我們假設織機送經量X1、X2、…、Xn屬于正態模糊分布，其隸屬函數為

根據模糊數學理論可知，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機構性能的差異，便于進行對比分析，引入相近度指標。在此定義送經機構相近度為模糊集合的格貼近度：

其中， 內積：

外積：

設ZA209i及YC-XX兩臺織機送經量隸屬函數分別為：

其中，μ1、μ2分別為兩臺織機送經量樣本均值，σ1、σ2分別為兩臺織機送經量樣本標準差。

根據定義，計算出ZA209i及YC-XX兩臺織機送經機構性能的相近度為

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

4、結束語

通過實際測試以及對所獲得的測試數據處理，可以得出以下結論：

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

（2）基于虛擬儀器測試技術，所測試的數據可以以.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，方便對數據的處理，保證評價的直觀性和準確性；

（3）從統計學角度，利用性能評價指數能夠對送經機構的性能優劣的定量差別進行表明。從模糊數學的角度，相近度能夠表明送經機構性能的相近程度；

（4）綜合分析，利用送經機構的性能評價指數和相近度指數這兩項指標，不僅能對兩臺送經機構性能的優劣進行定量評價，而且也能夠對兩臺送經機構性能的差異程度進行估算。

參考文獻：

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