Разработка и исследование адаптивной системы вытяжки ленты на базе нейронного управления

• Автор: Ванин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫТЯГИВАНИЯ.

1.1 Технология формирования ленты на ленточных машинах и качественные показатели процесса
1.2 Оценка основных внешних возмущений, влияющих на процесс вытягивания волокнистого продукта.

1.2.1 Влияние качества перемешивания волокон

1.2.2 Влияние влажности волокна.

1.2.3 Влияние входной неровноты ленты.

1.3 Математическая модель процесса вытягивания ленты

1.3.1 Моделирование процесса вытягивания волокнистого продукта в вытяжном приборе.

1.3.2 Модели различных схем процесса вытягивания

1.3.3 Компьютерная модель вытягивания в однозонном вытяжном прибореЗО
1.4 Анализ известных автоматических систем стабилизации линейной плотности ленты. Постановка задачи
1.4.1 Методы регулирования развеса
1.4.2 Система регулирования методом автоматической компенсации с установкой датчика на входе.
1.4.3 Система автоматического регулирования развеса по отклонению с датчиком на стороне вытяжных цилиндров
1.4.4 Системы автоматического регулирования с датчиком в вытяжном поле
1.4.5 Комбинированные системы автоматического регулирования развеса с датчиками на входе и выходе вытяжного прибора.
1.4.6 Постановка задач
ГЛАВА II. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ УБАВЛЕНИЯ
2.1. Традиционные ПИ и ПИДконтроллеры с дискретным временем.
2.2. Классификация и виды адаптивных систем.
2.2.1 Общие сведения
2.2.2 Адаптивные системы без эталонной модели.
2.2.3 Адаптивные системы с эталонной моделью
2.2.4 Классификация адаптивных систем.
2.3. Управление с самонастройкой
2.4. Технологии нейронного управления.
2.4.1. Подходы к нейронному управлению
2.4.2. Последовательная схема нейронного управления.
2.4.3. Параллельная схема нейронного управления.
2.4.4. Схема нейронного управления с самонастройкой.
2.5. Сравнение классических и нейросетевых методов управления.
2.5.1 Предпосылка анализа.
2.5.2 Реализация решения
2.5.3 Выводы
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АСС ЛИЛ НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ
3.1 Синтез динамического алгоритма обучения нейросети.
3.1.1 Возможные подходы к синтезу алгоритма обучения
3.1.2 Постановка задачи синтеза динамического алгоритма.
3.2 Скоростной алгоритм обратного распространения ошибки
3.2.1 Алгоритмом скоростного градиента
3.2.2 Условия применения метода скоростного градиента в нейросетевых адаптивных системах управления
3.2.3 Динамический алгоритм с прогнозом ошибки обучения.
3.3 Преобразование входных данных нейросети с целью улучшения их различимости
3.3.1. Порядок решения задачи.
3.3.2. Нормализация значений ОВ.
3.3.3. Повышение различимости ОВ.
3.3.4. Применение предложенного подхода
3.3.5. Практические результаты.
3.3.6. Выводы
3.4 Моделирование АСС ЛПЛ на основе искусственной нейронной сети.
Оценка работоспособности.
3.4.1 Определение структуры АСС ЛПЛ на основе ИНС
3.4.2 Практические результаты предложенной АСС ЛПЛ на основе ИНС
3.4.3 Оценка работоспособности.
3.4.4 Выводы.
ГЛАВА IV. РЕАЛИЗАЦИЯ АСС ЛПЛ НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННОЙ НЕРОННОЙ СЕТИ
4.1. АСС ЛПЛ на базе микропроцессорных программнотехнических комплексов.
4.1.1 Общие сведения.
4.1.2 Микропроцессорные контроллеры и их основные характеристики
4.1.3 Устройства сопряжения с объектом модули У СО.
4.1.4 Средства отображения и управления
4.2. Измерительные устройства
4.2.1 Устройства для измерения засоренности волокна
4.2.2 Устройство для измерения качества смешивания волокон.
4.2.3 Устройство для измерения влаэсности волокна в ленте и ЛПЛ
4.3. Программная реализация АСС ЛПЛ на основе ИНС
4.3.1 Сбор и первичная обработка информации
4.3.2 Искусственная нейронная сеть и алгоритм ее обучения
4.3.3 Формирование выходных данных и управляющего воздействия на исполнительный механизм
4.3.4 Интерфейс пользователя.
4.3.5 Вывод
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Технологический процесс вытягивания имеет, в основном, две цели непосредственно вытягивание утонение волокнистого продукта, а также параллелизацию и распрямление волокон. Существует три основных режима вытягивания вытягивание первого, второго, а также третьего родов. Первое связано с деформацией волокон составляющих продукт, причем сдвига волокон друг относительно друга нет. Второе связано со сдвигом волокон друг относительно друга и деформация продукта в целом здесь является пластической. Под вытягиванием третьего рода понимается процесс, когда продую4 разрушается, волокна не имеют взаимодействия и движутся независимо под действием некоторого внешнего поля. Рассматривая вытягивание второго рода, когда дискретность продукта является определяющим фактором, изза сдвигов волокон друг относительно друга продукт уже нельзя рассматривать, как одномерный потому что в каждом сечении могут быть волокна, движущиеся с разными скоростями и напряжения в разных волокнах одного сечения, могут быть разными. Движение каждого волокна определяется его взаимодействием с окружающими волокнами с рабочими органами ВП так как волокно имеет заметную длину, то сила, действующая на него и определяющая его движение, зависит от положения на всей длине волокна и должна быть получена соответствующим усреднением, что крайне неудобно при расчетах. Силы, действующие на волокно, зависят от конструкции и параметров ВП и от количества волокон, находящихся в ВП. Вытягиваемый продукт неравномерен, следовательно, ноля сил трения будут иметь случайные составляющие. Кроме того, нестационарность работы ВП, связанная с биениями цилиндров и валиков, с выходом иглы в гребенных полях, также вызывает изменения сначала поля сил трения, затем кривых утонения, а последние изменения оказывают обратное влияние на поля трения и т. Таким образом, в ВП происходят сложнейшие взаимодействия, в которых иногда нельзя рассчитать или определить экспериментально даже отдельные стороны. Нельзя забывать и о волокнистом материале, характеристики которого также вносят существенное влияние на процесс вытягивания. Предполагается, что на ленточные машины лента поступает с чесальных машин. Характеристики волокна в зависимости от его сорта, класса, длительности хранения, гладкости, упругости, извитости и т. Нсровнота ленты. Далее рассматриваются факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на процесс вытягивания ленты в вытяжном приборе ленточной машины. Оценка основных внешних возмущений, влияющих на процесс вытягивания волокнистого продукта. Процесс смешивания волокон является одним из важнейших в прядильном производстве, определяющим стабильность протекания всех технологических процессов и однородность свойств вырабатываемых полуфабрикатов и пряжи. В зависимости от производства смешивание волокон осуществляется при разборке кип на автоматических кипных питателях или смесовых машинах различного типа СН3, МСП8, МСП8Ш и др Кипные питатели могут иметь ставку от 1 до кип, которые в зависимости от их массы и способа отбора имеют различную длительность срабатывания, что определяет временные паузы на перезаправку и, соответственно, вариации потока на выходе питателя, а также соотношение компонентов смеси волокон. Используется также метод ввода химического волокна через отдельный питательсмеситель, производительность которого подбирается соответственно заданному рецепту смеси. Соотношение компонентов волокон в смеси в зависимости от числа и ассортимента может лежать в достаточно широких пределах от до . Из опыта предприятий, перерабатывающих, например, хлопколавсановую смесь, известно, что процентное содержание лавсана в пряже варьируется в пределах при заданном проценте вложения , т. Рис. При колебании процентного содержания компонентов смеси волокон в преимущественном большинстве изменяется разрывная нагрузка Рр и удлинение е. На рис. Рр и удлинение е для смеси волокон хлопка первого сорта с линейной плотностью текс длиной мм, влажностью и засоренностью с питателем лавсанового волокна длиной мм в образцах с содержанием лавсана от 0 до 0 при условии равномерного перемешивания.