本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，具體涉及一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

在家紡織物織造工序中，由于紡織廠高溫、高濕的環(huán)境，使紗線、織物及織造設(shè)備上下軸的表面覆蓋一層薄水膜，導(dǎo)致紗線與上軸、織物與下軸之間的微觀接觸面上產(chǎn)生作用力(吸引力、排斥力)，并呈現(xiàn)兩個(gè)極端黏滑特征^[20]：①在吸引力作用下，紗線突然黏著上軸，織物向下軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)；②在排斥力作用下，紗線突然脫離上軸，織物向下軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向偏轉(zhuǎn)。而且，這兩種黏滑特征會(huì)在織造過(guò)程中無(wú)規(guī)則、頻繁出現(xiàn)，使上軸對(duì)紗線、下軸對(duì)織物的界面摩擦力(即作用力)無(wú)規(guī)則變化，導(dǎo)致織造設(shè)備伺服電機(jī)系統(tǒng)輸出的上下軸轉(zhuǎn)速頻率不同步，從而對(duì)織物外觀產(chǎn)生頻繁的拉伸或擠壓行為，造成織物表面特性值(比如經(jīng)向強(qiáng)力、緯向強(qiáng)力等)的偏差，導(dǎo)致織物的紋理、背景與疵點(diǎn)難以區(qū)分和判斷，產(chǎn)生疵點(diǎn)的寄生行為。由此，特需要研發(fā)一個(gè)織物摩擦界面形態(tài)觀測(cè)裝置，實(shí)時(shí)觀測(cè)并分析紗線、織物與上下軸之間的界面摩擦學(xué)行為。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置及控制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置，包括兩豎直支撐桿，兩豎直支撐桿上端通過(guò)螺栓固定安裝有一橫板，橫板上方安裝有一高速顯微攝像儀，高速顯微攝像儀的鏡頭穿過(guò)橫板的中心處，橫板下底面兩側(cè)對(duì)稱安裝有控制電機(jī)，兩控制電機(jī)之間通過(guò)上軸接觸點(diǎn)安裝有上軸，通過(guò)RVVP2*0.5電線連接220V絡(luò)筒機(jī)電源、國(guó)標(biāo)AVVR6*0.3信號(hào)線，將上軸接觸點(diǎn)連接到設(shè)備的上軸上，上軸下方設(shè)有下軸，下軸上放置有織物，織物通過(guò)紗線與上軸相連，上軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器安裝在調(diào)節(jié)桿件上，一側(cè)通過(guò)雙頭螺柱連接有杠桿，杠桿上頂面安裝有水平尺，調(diào)節(jié)桿件一側(cè)上頂面設(shè)有用于放置砝碼的砝碼桿，另一側(cè)通過(guò)螺栓連接有支撐柱。

優(yōu)選地，所述支撐柱下端通過(guò)螺栓連接有底座。

優(yōu)選地，所述兩豎直支撐桿下端均通過(guò)螺栓連接有底座。

優(yōu)選地，所述高速顯微攝像儀通過(guò)一橫桿連接有支架，橫桿套接在支架上，可根據(jù)需要進(jìn)行橫桿高低的調(diào)節(jié)。

上述一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置的控制方法，包括如下步驟：

S1、建立進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)模型，利用零階保持器的Z變換和2階差分法估算下軸在t時(shí)刻的摩擦力輸出值Y(t)；其中，伺服控制系統(tǒng)是設(shè)備的控制系統(tǒng)，即伺服控制系統(tǒng)在企業(yè)車(chē)間的設(shè)備里面，通過(guò)連接線與上下軸相連；伺服控制系統(tǒng)的工作原理是：由裝置采集設(shè)備輸出的數(shù)字信號(hào)，并由裝置的軟件對(duì)紗線的條干、粗紗、細(xì)節(jié)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)、處理和存儲(chǔ)；同時(shí)以曲線的方式輸出紗線條干均勻度數(shù)據(jù)；

S2、利用B樣條實(shí)時(shí)輪廓估算算法，計(jì)算t+1時(shí)刻的輪廓曲線誤差值ε、采用Taylor級(jí)數(shù)一階展開(kāi)式對(duì)輪廓曲線誤差展開(kāi)，求出上下軸之間摩擦力的補(bǔ)償值r；

S3、基于步驟S1中得到的摩擦系數(shù)，通過(guò)控制器反饋，將補(bǔ)償值r傳遞給進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)的輸入端，對(duì)t+1時(shí)刻上軸的摩擦力輸入值R(t+1)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

本發(fā)明具有以下有益效果：

研發(fā)了一個(gè)織物摩擦界面形態(tài)觀測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了不同品種的紗線、織物分別與織造設(shè)備上下軸之間的界面摩擦學(xué)行為的研究；然后，利用2階差分法、Taylor級(jí)數(shù)一階展開(kāi)式，結(jié)合條干均勻度數(shù)據(jù)求解紗線與上軸、織物與下軸之間的摩擦系數(shù)，從中獲取摩擦系數(shù)的最優(yōu)解，并通過(guò)反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)上下軸的動(dòng)態(tài)調(diào)整，構(gòu)建上下軸協(xié)同工作的智能控制方法。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置的控制方法原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種織物表面形態(tài)變形失穩(wěn)協(xié)同控制裝置，包括兩豎直支撐桿，兩豎直支撐桿上端通過(guò)螺栓固定安裝有一橫板，橫板上方安裝有一高速顯微攝像儀13，高速顯微攝像儀13的鏡頭穿過(guò)橫板的中心處，橫板下底面兩側(cè)對(duì)稱安裝有控制電機(jī)12，兩控制電機(jī)12之間安裝有上軸11，上軸11下方設(shè)有下軸8，下軸8上放置有織物9，織物9通過(guò)紗線10與上軸11相連，上軸11通過(guò)旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器7安裝在調(diào)節(jié)桿件5上，一側(cè)通過(guò)雙頭螺柱4連接有杠桿3，杠桿3上頂面安裝有水平尺2，調(diào)節(jié)桿件5一側(cè)上頂面設(shè)有用于放置砝碼1的砝碼桿，另一側(cè)通過(guò)螺栓連接有支撐柱。

所述支撐柱下端通過(guò)螺栓連接有底座。

所述兩豎直支撐桿下端均通過(guò)螺栓連接有底座。

所述高速顯微攝像儀13通過(guò)一橫桿連接有支架，橫桿套接在支架上，可根據(jù)需要進(jìn)行橫桿高低的調(diào)節(jié)。

實(shí)施例

以3種紗線用x、y、z表示同軸加工為例，構(gòu)建如圖2所示的基于摩擦力反饋的上下軸協(xié)同工作的智能控制方法，具體包括如下步驟：

S1、建立進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)模型，利用零階保持器的Z變換和2階差分法估算下軸在t時(shí)刻的摩擦力輸出值Y(t)；

S2、利用B樣條實(shí)時(shí)輪廓估算算法，計(jì)算t+1時(shí)刻的輪廓曲線誤差值ε、采用Taylor級(jí)數(shù)一階展開(kāi)式對(duì)輪廓曲線誤差展開(kāi)，求出上下軸之間摩擦力的補(bǔ)償值r；

S3，基于步驟S1中得到的摩擦系數(shù)，通過(guò)控制器反饋，將補(bǔ)償值r傳遞給進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)的輸入端，對(duì)t+1時(shí)刻上軸的摩擦力輸入值R(t+1)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

本具體實(shí)施利用高速顯微攝像儀、壓力傳感裝置、控制電機(jī)，以及調(diào)節(jié)裝置，研發(fā)了一個(gè)織物摩擦界面形態(tài)觀測(cè)裝置，實(shí)時(shí)觀測(cè)并逐幀分析不同纖維屬性的紗線與上軸，以及對(duì)應(yīng)織物與下軸之間摩擦界面的黏著區(qū)與滑移區(qū)，獲得不同摩擦力作用下界面的實(shí)時(shí)磨損形貌與循環(huán)次數(shù)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，并結(jié)合條干均勻度數(shù)據(jù)，進(jìn)行摩擦系數(shù)的計(jì)算，從中獲取摩擦系數(shù)的最優(yōu)解，并通過(guò)反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)上下軸的動(dòng)態(tài)調(diào)整，構(gòu)建了上下軸協(xié)同工作的智能控制方法。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。