一種漿紗上漿率智能軟測量方法
【專利摘要】一種漿紗上漿率智能軟測量方法，屬于自動化測量【技術(shù)領(lǐng)域】。根據(jù)對上漿機理及漿紗機的組成分析，確定漿紗上漿率軟測量輔助變量為：漿紗機車速、漿紗機低壓上漿輥壓力、漿紗機高壓上漿輥壓力、漿紗機漿槽中漿液濃度和漿紗機漿槽中漿液溫度；采集漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)建立樣本數(shù)據(jù)集；建立漿紗上漿率軟測量模型，得到輔助變量與漿紗上漿之間的關(guān)系；漿紗上漿率的在線計算。本發(fā)明方法能夠在線準(zhǔn)確的計算漿紗上漿率，計算速度快、精度高，能實現(xiàn)在線檢測，降低漿紗生產(chǎn)過程中能耗物耗；適用范圍廣，對數(shù)據(jù)源進行適當(dāng)修改后可以對其他質(zhì)量指標(biāo)如回潮率、伸長率等進行在線軟測量；能夠方便的與棉紡織生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)共享信息，為其他環(huán)節(jié)的操作提供參考。
【專利說明】一種漿紗上漿率智能軟測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化測量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及紡織漿紗生產(chǎn)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種漿紗上漿率智能軟測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]漿紗過程是紡織生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，上漿質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到經(jīng)紗強度、毛羽率和耐磨性，進而影響到織機效率。漿紗生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，原料、能源的消耗巨大，因此在行業(yè)內(nèi)被形象地稱為“老虎口”。漿紗過程用于衡量經(jīng)紗上漿效果的指標(biāo)主要包括上漿率、回潮率、伸長率、浸透率、被覆率、漿膜完整率等，其中上漿率是漿紗生產(chǎn)過程的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)。
[0003]現(xiàn)有的漿紗上漿率在線檢測方法主要包括:物質(zhì)平衡法、測濕結(jié)合漿液濃度法、近紅外光譜法。物質(zhì)平衡法是通過測定一段時間內(nèi)漿液的消耗量以及相應(yīng)的經(jīng)紗通過量，按照上漿率的定義進行計算來檢測經(jīng)紗的平均上漿率。物質(zhì)平衡法測定漿紗上漿率具有裝置簡單、價格低廉的優(yōu)點，其缺點是該方法得到的是上漿工藝過程中一段時間內(nèi)的平均上漿率，在實時監(jiān)控系統(tǒng)中使用時對上漿率的控制與調(diào)節(jié)具有滯后性。測濕結(jié)合漿液濃度法是指采用相關(guān)傳感器對漿紗壓出回潮率及漿液濃度進行測定，利用二者與上漿率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系得到漿紗的上漿率指標(biāo)。該方法采用微波檢測漿紗壓出回潮率，采用射光儀檢測出漿液含固率，二者輸入計算機中，利用相關(guān)公式進行上漿率計算。測濕結(jié)合漿液濃度法測試效果較準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)迅速，適用范圍廣，其缺點是傳感器檢測技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備價格昂貴，同時所采用的漿紗回潮率、漿液含固率二者與上漿率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式多屬于近似式。近紅外光譜法是利用近紅外光譜分析技術(shù)，由傅立葉變換近紅外光譜儀的分光元件產(chǎn)生的近紅外光線照射在漿紗紗片上，由檢測器對反射回來的光線進行檢測，得到漿紗近紅外光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)計量軟件建立上漿率校正模型，實現(xiàn)對漿紗上漿在線檢測。近紅外光譜檢測漿紗上漿率具有檢測快速、無損等優(yōu)點，其缺點是受環(huán)境影響較大，特別是漿紗生產(chǎn)現(xiàn)場水蒸汽對檢測結(jié)果影響較大。上述三種檢測方法雖能實現(xiàn)上漿率的檢測，但由于各自存在的不足，難以滿足當(dāng)今紡織行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率激烈競爭的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種提供一種檢測精度高、實時性強的漿紗上漿率智能軟測量方法，通過已有檢測儀器和監(jiān)控系統(tǒng)提供的輔助變量參數(shù)，建立上漿率智能軟測量模型，實現(xiàn)漿紗上漿率的在線計算，為漿紗生產(chǎn)過程控制提供關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種漿紗上漿率智能軟測量方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:根據(jù)對上漿機理及漿紗機的組成分析，確定漿紗上漿率軟測量輔助變量為:漿紗機車速X1、漿紗機低壓上漿輥壓力X2、漿紗機高壓上漿輥壓力X3、漿紗機漿槽中漿液濃度X4、漿紗機漿槽中漿液溫度X5;[0007]步驟2:采集漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)并根據(jù)漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)建立樣本數(shù)據(jù)集X=(X1, X2? X3? X4? xj，衆(zhòng)紗機歷史運行數(shù)據(jù)中包括多組衆(zhòng)紗機車速Xl、低壓上衆(zhòng)棍壓力x2、高壓上漿輥壓力X3、漿液濃度X4、漿液溫度X5運行數(shù)據(jù)且定期進行數(shù)據(jù)更新；
[0008]對漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)進行預(yù)處理:將超過工藝要求閾值的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)，予以剔除；
[0009]步驟3:采用樣本數(shù)據(jù)集建立漿紗上漿率軟測量模型，得到輔助變量即漿紗機車速X1、低壓上漿輥壓力X2、高壓上漿輥壓力X3、漿液濃度X4、漿液溫度X5與漿紗上漿之間的關(guān)系;
[0010]具體步驟如下:
[0011]步驟3.1:采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)建立漿紗上漿率軟測量模型，所述自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)由五層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其各層結(jié)構(gòu)如下:
[0012]第一層:將輸入數(shù)據(jù)進行模糊化，公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種漿紗上漿率智能軟測量方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:根據(jù)對上漿機理及漿紗機的組成進行分析，確定漿紗上漿率軟測量模型的輔助變量為:漿紗機車速X1、漿紗機低壓上漿輥壓力X2、漿紗機高壓上漿輥壓力X3、漿紗機漿槽中漿液濃度X4、漿紗機漿槽中漿液溫度X5 ； 步驟2:采集漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)并根據(jù)漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)建立樣本數(shù)據(jù)集X ={Xl，X2, X3, X4, %}，漿紗機歷史運行數(shù)據(jù)中包括多組漿紗機車速X1、低壓上漿輥壓力X2、高壓上漿輥壓力X3、漿液濃度X4、漿液溫度X5運行數(shù)據(jù)； 對樣本數(shù)據(jù)集進行預(yù)處理:將超過工藝要求閾值的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)，予以剔除； 步驟3:采用樣本數(shù)據(jù)集建立漿紗上漿率軟測量模型，得到輔助變量即漿紗機車速Xl、低壓上漿輥壓力X2、高壓上漿輥壓力X3、漿液濃度X4、漿液溫度X5與漿紗上漿之間的關(guān)系；步驟4:采集當(dāng)前時刻的漿紗機運行數(shù)據(jù)信息，通過漿紗上漿率智能軟測量模型計算當(dāng)前時刻漿紗上漿率，并計算當(dāng)前漿紗上漿率軟測量模型誤差，若當(dāng)前漿紗回潮率軟測量模型誤差大于5 %，則利用實時采集的前一周的漿紗機運行數(shù)據(jù)替換早期歷史運行數(shù)據(jù)，建立新的樣本數(shù)據(jù)集，返回步驟3，否則輸出漿紗上漿率結(jié)果； 步驟5:將采集的實時數(shù)據(jù)，替換現(xiàn)在的歷史數(shù)據(jù)，建立新的樣本數(shù)據(jù)集，返回步驟3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿紗上漿率智能軟測量方法，其特征在于:步驟3所述的漿紗上漿率智能軟測量模型，是采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)建立的，包括如下步驟: 步驟3.1:采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)建立漿紗上漿率軟測量模型，確定自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu): 第一層:將輸入數(shù)據(jù)進行模糊化，公式如下:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿紗上漿率智能軟測量方法，其特征在于:所述步驟3.2中的隸屬度函數(shù)的中心的確定，是采用基于非歐氏距離的聚類方法，具體步驟如下: 步驟3.2.1:輸入衆(zhòng)紗機運行樣本數(shù) 據(jù)集
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿紗上漿率智能軟測量方法，其特征在于:所述步驟3.3中自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的前件參數(shù)和后件參數(shù)確定，是采用混合學(xué)習(xí)算法，具體步驟如下: 步驟3.3.1:設(shè)定誤差指標(biāo)e和最大訓(xùn)練次數(shù)T ； 步驟3.3.2:在固定前件參數(shù)Ci，Si的條件下，采用最小二乘算法優(yōu)化線性后件參數(shù)Sg，，...，&k ; 步驟3.3.3:固定后件參數(shù)，采用反向傳播算法訓(xùn)練前件參數(shù)，公式如下:
【文檔編號】G06F19/00GK103559417SQ201310578845
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月16日
【發(fā)明者】張宇獻, 董曉, 李勇, 胡慶, 李松, 錢小毅 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)