Главная Контакты Добавить в избранное Авторы Вопросы и ответы
,

 

УДК 677.027.081

ИССЛЕДОВАНИЕ   ПРОЦЕССА  ДЕФОРМАЦИИ  ТКАНИ НА  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ   МОДЕЛИ

Рожков С.А., Куцак Р.С., Бражник Д.А.

Постановка задачи.  Объектом исследования  является текстильное производство, в частности его конечный продукт – ткань.  Необходимость глубокого анализа методов построения математического описания ткани, как объекта контроля,  определяет высокий интерес, проявляемый в настоящее время к вопросам повышения эффективности (качества) текстильных производств за счет снижения доли выпуска недоброкачественной продукции. Такое решение возможно только при автоматизации процесса контроля качества готовой продукции (ткани).

Данная работа является продолжением исследований математической  модели ткани, описывающей взаимодействие уточных и основных нитей, как взаимодействие пространственных волн, обобщенной до ряда Фурье [1, 2, 4].

Содержание исследования. При оценке качества продукции  в текстильной промышленности используют сложную систему балов и физических показателей [3].  Многостадийные, сложные технологические переходы,  вариативность показателей продукции (смена ассортимента, сортности  и т.п.) приводят к тому, что на качество продукции  существенное влияние оказывает  несколько факторов: качество сырья; климатические условия; нарушение технологического процесса или его неправильный выбор; отклонения, вызванные разрегулированностью или потерей настроек оборудования.

 Состояние ткани описывается состоянием элементов ее структуры [1]. При анализе качества ткани особое место занимает определение ее плотности. Для решения этой задачи предложен метод, в котором устраняются погрешности, вызываемые перекосом.

Учитывая, что по условиям технологического процесса отклонение от вертикали основной нити не имеет смысла, рассмотрим модель при нарушении ортогональности только за счет перекоса утка [4].

В этом случае:

 

(1)

 

И      b12= x1/y  =tgg  =0 тангенс угла поворота основы равен нулю. 

На рис. 1 приведена иллюстрация  описания деформации ткани при учете только перекоса уточных нитей.

 

Рис. 1 Преобразование координат при  перекосе уточных нитей ткани

В таком случае получаем связь между новыми и старыми координатами в виде

 

,

(2)

 

Естественно, упрощаются соотношения связи:

 

(3)

 

Якобиан перехода в этом случае определяется выражением:

 

.

(4)

 

В этом случае

 

(5)

 

Однако существенного упрощения получить не удается, так как возмущения по структуре полотна ткани сохраняются:

 

(6)

 

В развернутой форме видно, что сохраняются связи, возникающие из-за потери ортогональности:

(7)

 

 

При этом упрощается структура координатных векторов:

 

 

(8)

 

 

Но по-прежнему сохраняется влияние основных и уточных компонент, а, следовательно, упрощается только определение компонентных векторов:

 

 

                                  (9)

 

 

При этом определение элементов спектральных матриц упрощается незначительно:

(10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

(11)

.

 

 

 

 

 Сохраняются, естественно  и матрицы, определяющие взаимодействие компонент координатных векторов:

 

(12)

 

Таким образом, при построении модели ткани с перекошенным утком сохраняется структура модели ткани с общим видом возмущения.

Существенное упрощение соотношений достигается при отсутствии перекоса уточных нитей. В этом случае:

 

(13)

 

Естественно упрощаются соотношения связи

 

(14)

 

Якобиан перехода в этом случае определяется выражением:

 

.

(15)

 

В этом случае

 

(16)

 

Соотношения

 

(17)

 

Следовательно, происходит только изменение частот в спектре модели и восстанавливается структура матриц взаимодействия

 

(18)

 

С координатными векторами

 

(19)

 

Действительно, в случае

 

(20)

 

Получаем

 

(21)

 

Так как

 

(22)

 

то имеем:

 

(23)

 

Следовательно, при анализе качества тканей Фурье - представление модели ткани описывает две подсистемы – взаимодействие «уток – основа» и взаимодействие «основа -  уток». С точки зрения определения состояния структуры ткани, эти подсистемы равноценны, и можно просто рассматривать только одну компоненту, что резко упрощает задачу описания ткани.

Для примера рассмотрим результаты выполнения нормализации изображения контролируемого участка однослойной ткани. На рис. 2 показано изображение контролируемого участка ткани, полученного с помощью цифровой камеры.

 

 

Рис. 2   Изображение участка контролируемой ткани

 

При прямой бинаризации изображения контролируемого участка ткани (рис.3) сохраняется влияние перекосов.

 

 

Рис. 3  Результат прямой бинаризации изображения контролируемой ткани

 

Следовательно, сохраняются возмущения в частотном спектре, что и вызывает погрешности в определении плотности. Очевидно, что при определении плотности по результатам прямой бинаризации ошибки, связанные с деформацией структуры ткани, сохраняются.

С другой стороны, как следует из (9), при устранении перекоса восстанавливаются все основные параметры ткани и,  следовательно, над полученным изображением участка ткани необходимо выполнить операцию нормализации – устранения перекоса.

Операция нормализации изображения выполнена по критерию максимума проекций на основные направления. То есть, проведен поворот изображения по осям до получения максимумов в проекциях нитей. Результат данной процедуры приведен на рисунке 4.

 

 

Рис. 4   Результат восстановления участка ткани

 

Далее выполнена пороговая бинаризация  (рис.5).

 

Рис. 5.   Бинарное изображение структуры ткани после нормирования

 

Все преобразования выполнены в среде MATLAB[5].

Очевидно, что в данном случае ошибки, связанные с деформацией ткани устранены. Одновременно можно оценить и угол перекоса структуры.  Вопрос о погрешностях, связанных с линейными деформациями при устранении перекосов для малых углов является существенным. Однако как при возникновении, так и при устранении малых перекосов предполагается сохранение преобразования (10), что снижает ошибку.

 

  Выводы:

-                   При деформации ткани, вызывающей перекос структуры возникают структуры, которые  значительно превышают размер одиночного раппорта, что вызывает возмущения всего полотна ткани – складки,  изменение механических свойств и т.п.

-                   Математическая модель ткани, построенная с учетом деформации полотна, содержит информацию о взаимодействии уточной и основной составляющей и для анализа можно использовать упрощенную модель.

-                   Для устранения влияния деформаций на точность измерения основных геометрических характеристик ткани необходимо предварительно выполнить преобразование изображения ткани, устраняющее деформации.

 

In article questions of influence of deformation of a fabric on definition of its density for the automated monitoring systems of quality are investigated. On experimental - analytical model of a fabric with use Fourier - representations. 

 

1.      Храпливый  А.П.  Теоретические  основы  и практика разработки    систем и средств контроля и управления структурными показателями тканей. (Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук).  Ленинградский ордена  Трудового  Красного  Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. C.М.          Кирова, 1990 г.

2.      Толстов В.В.  Ряды Фурье. -М.: Мир, 1979. –211 с.

3.      Автоматизированные  системы  контроля качества готовых тканей в отделочном производстве / Ю.А.Павлов, Г.Я.Иезуитова, Я.М.Ребарбер, В.Н.Роматов. –М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. –264 с.

4.      Рожков С.А., Бражник Д.А., Куцак Р.С. Описание объекта как двумерной структуры с продолжением по раппортам. Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины –2004.  №1(8),  С. 274-281.

5.      Рудаков П.И., Сафонов И.В. Обработка сигналов и изображений. MATLAB 5.х:/ Под общ. ред. к.т.н. В.Г. Потемкина. –М.: Диалог–МИФИ, 2000. –416 с. –(Пакеты прикладных программ; Кн.2).

 





Ответы на вопросы [_Задать вопроос_]

Читайте также

 
Завальнюк И.П., Бражник А.М. Исследование критических режимов автоколебательных систем

Тернова Т.І. Урахування морфогенетичного рівняння в математичній моделі тканини.

Рожков С.А., Бражник Д.А. Использование нейросетевых структур для построения систем распознавания образов

Фанина Л.А., Бражник Д.А. Использование метода компенсации информационных потоков при построении систем управления с речевым интерфейсом

Рожков С.А., Федотова О.Н. Алгоритм обучения системы распознавания автоматической системы разбраковки тканей

Биленко М.С., Серов А.В., Рожков С.А., Буглов О.А. Многоканальная система контроля качества текстильных материалов

Биленко М.С., Рожков С.А., Единович М.Б. Идентификация деформаций пе-риодических структур с использованием систем технического зрения

Бражник Д.А. Управление совмещением изображения объекта в сцене и эталонного изображения.

Терновая Т.И. Автоматическая система разбраковки тканей с печатным рисунком методом компенсации информационных потоков

Терновая Т.И., Сумская О.П., Слободянюк И.И., Булка Т.И. Контроль качества тканей специального назначения с помощью автоматических систем.

Искусство. Декоративно-прикладное искусство. Фотография. Музыка. Игры. Спорт

Рожков С.О., Федотова О.М. Алгоритм розпізнавання дефектів тканин для автоматичної системи контролю якості.

Куцак Р.С. Використання методу координатного еталону в задачах автоматизації контролю якості тканини.

Поливода О.В., Бражник А.М. Метод компенсации ошибок идентификации при оптимальном управлении

Моделирование объектов и систем управления

Соколов А.Е., Махова Е.О. Моделирование процесса принятия педагогического решения при компьютеризированном обучении

Славко О.Г. Порівняльний аналіз керування регулятором на основі локальної моделі керованого процесу та П-регулятором

Войтенко В.В., Дикусар Е.В, Ситников В.С. Определение частоты среза устройства сглаживания данных на основе метода скользящего среднего

Передерій В.І. Алгоритм визначення та оцінки характеристик ефективності комп’ютерних систем на початковій стадії проектування в умовах невизначенності

Ляшенко С.А, Ляшенко А.С. Оценка модели псевдолинейной регрессии

Ладієва Л.Р. Математична модель процесу газової мембранної дистиляції

Носов П.С., Косенко Ю.І. Нечіткі моделі і методи ідентифікації та прогнозу стану інформаційної моделі студента

Китаев А.В., Глухова В.И. Анализ работы синхронного двигателя с неявнополюсным ротором по данным каталога

Дорошкевич В.К., Пироженко А.В., Хитько А.В., Хорольский П.Г. К определению требований к системам увода космических объектов

Голінко І.М., Ковриго Ю.М., Кубрак А.І. Настройка системи керування за імпульсною характеристикою об’єкта

Яшина К.В., Садовой А.В. Комплексная математическая модель тепловых процессов, происходящих в дуговых электросталеплавильных печах

Шейник С.П., Рудакова А.В. Использование функций принадлежности для моделирования параметров распределенных объектов

Хомченко А.Н., Литвиненко Е.И. Метод барицентрического усреднения граничных потенциалов электростатического поля

Селяков Е. Б. Моделирование требований к техническим системам методами математической логики

Тодорцев Ю.К., Ларіонова О.С., Бундюк А.М. Математична модель контура теплопостачання когенераційної енергетичної установки

Кириллов О.Л. , Якимчук Г.С. Моделирование процесса управления системой перегрузки углеводородных жидких топлив

Шеховцов А.Н., Козел В.Н. Построение математической модели формирования распределенных систем

Китаев А.В., Глухова В.И. Анализ поведения генератора постоянного тока по данным каталога

Хомченко А.Н., Козуб Н.О. Задачі наближення функцій: від лагранжевих до серендипових поліномів

Хобин В.А., Титлова О.А. Определение температуры парожидкостной смеси в дефлегматоре АДХМ по результатам измерений температуры его поверхности

Григорова Т.М., Усов А.В. Вероятностно-статистическое моделирование маршрутизированных пассажиропотоков в крупных городах

Горач О.О., Тернова Т.І. Моделювання технологічного процесу одержання трести при використані штучного зволоження з урахуванням складу мікрофлори

Дубік Р.М., Ладієва Л.Р. Математична модель розділення неоднорідних рідких систем

Казак В.М, Лейва Каналес Родриго, Яковицкая Е.Ю. Моделирование динамики полета магистрального самолета на исследовательском стенде

Завальнюк И.П. Исследование процесса торможения автомобиля как критического режима динамической системы

Дмитриев С.А., Попов А.В. Построение портрета неисправностей проточной части газотурбинного двигателя на примере АИ-25

Русанов С.А., Луняка К.В., Клюєв О.І., Глухов Г.М. Математичне моделювання робочого процесу в апаратах з віброкиплячим шаром та розробка систем автоматизованого моделювання гідродинаміки віброкиплячих шарів

Боярчук В.П., Сыс В.Б. Экспериментальные исследования влияния технологии шлихтования на изменение жесткости текстильных нитей

Селін Ю.М. Використовування контекстних марківських моделей для аналізу дії промислових вибухів на будівельні конструкції

Рудакова А.В. Проблемы интеграции сложных систем

Передерій В.І., Касап А.М. Математична модель та алгоритм автоматизації розрахунку параметрів комп’ютеризованих систем працюючих у реальному часі

Передерий В.И., Еременко А.П. Математические модели и алгоритмы принятия релевантных решений пользователями автоматизированных систем с учетом личностных и внешних факторов на базе генетических алгоритмов

Михайловская Т.В., Михалев А.И., Гуда А.И. Исследование правил клеточных автоматов для моделирования процессов затвердевания квазиравновесных бинарных сплавов

Хомченко А.Н., Колесникова Н.В. Явление «сверхсходимости» в задаче Прандтля для уравнения Пуассона

Китаев А.В., Глухова В.И. Анализ работы трансформатора по данным каталога

Квасницкий В.В., Ермолаев Г.В., Матвиенко М. В., Бугаенко Б.В., Квасницкий В.Ф. Оценка применимости метода компьютерного моделирования к исследованию напряженно-деформиррованного состояния цилиндрических узлов

Китаев А.И., Глухова В.И. Анализ работы асинхронного двигателя по данным каталога

Шелестов А.Ю Имитационная модель взаимодействия GRID-узлов с очередью доступа к общей памяти

Chizhenkova R.A. Mathematical Aspects of Bibliometrical Analysis of Neurophysiological Investigations of Action of Non-ionized Radiation (Medline-Internet)

Хомченко А.Н., Козуб Н.А. Геометрическое моделирование дискретных элементов с криволинейными границами

Славич В.П. Модель автоматизованої системи управління потоками транспортних засобів

Маркута О.В., Мысак В.Ф. Программная реализация и исследование особенностей метода группового учета аргументов

Степанкова Г.А., Баклан І.В. Побудова гібридних моделей на основі прихованих марківських моделей та нейронних мереж

Бакшанська Т.Д., Рижиков Ю.Г., Тодорцев Ю.К. Математична модель процесу горіння природного газу з рециркуляцією продуктів згорання для цілей управління

Хомченко А.Н. Новые решения обобщенной задачи Бюффона

Передерий В.И., Еременко А.П. Математические модели и алгоритмы определения релевантности принимаемых решений с учетом психофункциональных характеристик пользователей при управлении автоматизированными динамическими системами

Ложечников В.Ф., Михайленко В.С., Максименко И.Н. Аналитическая много режимная математическая модель динамики газовоздушного тракта барабанного котла средней мощности

Ковриго Ю.М., Фоменко Б.В., Полищук И.А. Математическое моделирование систем автоматического регулирования с учетом ограничений на управление в пакете Matlab

Исаев Е.А., Наговский Д.А. Математическое описание влияния кривизны контактирующих тел на угол смачивания жидкости в межчастичном пространстве

Бідюк П.І., Литвиненко В.І., Кроптя А.В. Аналіз ефективності функціонування мережі Байєса

Тищенко И.А., Лубяный В.З. Математическое моделирование вокодера для определения оптимальной формы импульса сигнала возбуждения.

Николаенко Ю.И., Моисеенко С.В. Моделирование гармонического полиномиального базиса гексагона.

Козуб Н.А., Манойленко Е.С., Хомченко А.Н. Температурный тест для модифицированных базисов бикубической интерполяции.

Клименко А.К. Об упрощенном численном конструировании обратной модели динамического объекта.

Китаев А.В., Сушич Е.Ф. Расчет погрешностей измерительных трансформаторов.

Передерій В.І.,Касап А.М. Математична модель та алгоритм автоматизації розрахунку параметрів комп’ютеризованих систем працюючих у реальному часі

Шпильовий Л.В. Математична модель та алгоритм екстремального управління процесом осадження дисперсної фази суспензії.

Тулученко Г.Я. Інформаційний модуль експрес-пошуку точок еквівалентності процесу нейтралізації.

Тернова Т.І. Урахування морфогенетичного рівняння в математичній моделі тканини.

Попруга А.Г. Теоретические и экспериментальные исследования электрических нагревателей по критерию экономии энергии.