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摘要：本文主要叙述采用虚拟一起技术对织机送经量进行测试，在分析于处理测试的基础上，对送经机构性能的评价指数和相近度指数，进一步从统计学和模糊数学的角度，定量评价织机送经结构性能的优劣。
关键词：虚拟仪器；送经机构；织机；模糊理论
送经机构是根据织物纬密的大小，在织造阶段按时稳定的供应具有张力的经纱，其是织机机构中得重要运动机构，其能够保证织机稳定连续的进行织造生产。在织机运行阶段，衡量送经机构性能优劣的主要标志是确定其能否在织造过程中保证织轴能够始终输出均衡稳定的经纱张力。同时，诵经机构性能也会影响织物的质量，一些织疵的出现与其有直接的关系，如长片段送经不匀会造成长短码疵点。因此，对于织机送经机构性能测试于评价，对织造质量的提升具有一定的益处。
当前，对于送经机构测试和评价方法在应用中都存在弊端，如利用传统的测试及评价方法，由于记录仪的限制，不能够对送经量进行长时间的准确现实，测试数据的不足，在一定程度上也限制了评价方法的发展。本文所研究的性能测试及评价方法，采用的时虚拟仪器测试技术，其基于LabVIEW开发平台上。
1、系统的组成
在图1中，可以比较直观的看到利用虚拟一起技术的测试系统组成框图，其中利用差动变压器来作位移传感器，利用电压值对织机主轴一转内的送经量进行量化，其中RO4讯号源于组合滤波器作为系统的信号调理器，其可以对差动变压器输出的电压进行调理，并调理成稳定的0-5v的直流电压。霍尔传感器于主轴上的磁缸能够组成一个非接触式接近开关，其所发出的0～5v的脉冲电压能够作为送经量采样的触发信号。数据采集卡所使用的时PCI-6024E多功能数据采集卡，是由美国NI公司生产制造，采样的速率为200kS/s，其中包含A/D通道8个以及D/A通道2个。在本测试系统中共采用了两个A/D转换通道，分别接收来自织机主轴0度时霍尔传感器发的采样触发脉冲和对应送经量的标准的0～5V的直流电压。
2、测试数据及处理
本文所测试机台的织制品种60/2*JC30，120*75，63“，1/1。实测日本津田驹ZA209i的车速为555.18转/分，实测国产YC-XX型织机车速为559.88转/分。分别对上述两种机型300纬的送经量进行测试，并且为消除测量异常点的因星光，对ZA209i机台的7个异常点和YC-XX机台的4个异常点进行了清除，以下是对所获得数据的处理：
2.1 累积送经量
在测试中，我们发现，YC-XX织机的平均送经量0.3619mm/纬；ZA209i织机的平均送经量0.3507mm/纬。在图2、图3中，分别对两种织机型号送经量累积曲线予以直观的表达，其中没纬送经量的序号在横坐标中可以直观的表示，而每纬送经量累积值（单位为毫米）在纵坐标中有所体现。从表中可以看出两种型号织机累积送经量为一条直线，这说明织机送经量机构工作比较稳定，送经量基本保持为恒定值。
2.2 送经量测试曲线
以每纬送经量的序号为横坐标，各纬送经量值（单位为毫米）为纵坐标作曲线，可以得到送经量测试曲线图（如图4及图5），从图中可以直观、清楚的看出依次各纬送经量的差异情况。
3、性能评价
3.1评价指数
我们假设织机每纬送经量的实测样本值为X1，X2，…，Xn，而工艺要求的送经量为Lj，则评价送经机构性能优劣的指标应与送经量实测样本值的平均值及标准差有关。为了能定量评价送经机构的性能，我们引入一个称为“性能评价指数”的统计量LH：
其中，λ1、λ2为权重系数（ ），一般可取λ1=λ2=0.5； 為样本均值。
根据织机送经机构的性能评价指数定义可知，其值越大说明送经机构的性能越优。
经计算，ZA209i及YC-XX两台织机送经量样本实测值均值分别为0.3507 mm/纬、0.3619mm/纬，而样本标准差分别为0.0055、0.0042。测试机台的织物成布纬密Pw=295根/10厘米，经纱对成布的缩率aj%=12.39%，得工艺要求送经量Lj=0.3869。令λ1=λ2=0.5，则
ZA209i：LH=104.7212
YC425：LH=133.6364
由以上性能评价指数可知，YC-XX织机送经机构性能稍略高于ZA209i织机。
3.2 相近度
根据美国California大学的L.A.Zadeh教授著名的“互克性原理”，一旦系统的复杂性超过一个阈值，复杂性和精确性将互相排斥。由于织机送经系统的复杂性，我们尝试采用模糊数学的方法来评价送经机构，以期获得较好结果。
我们假设织机送经量X1、X2、…、Xn属于正态模糊分布，其隶属函数为
根据模糊数学理论可知，衡量两个模糊集合之间的相似程度，可以采用模糊距离或贴近度来度量。为了评价两台织机送经机构性能的差异，便于进行对比分析，引入相近度指标。在此定义送经机构相近度为模糊集合的格贴近度：
其中， 内积：
外积：
设ZA209i及YC-XX两台织机送经量隶属函数分别为：
其中，μ1、μ2分别为两台织机送经量样本均值，σ1、σ2分别为两台织机送经量样本标准差。
根据定义，计算出ZA209i及YC-XX两台织机送经机构性能的相近度为
图8中的粗实线的顶点表示两正态模糊集合的格贴近度，可见相近度为0表示两台织机送经机构性能完全不同，相近度为1表示两台织机送经机构性能完全相同。本例相近度为0.5135，说明ZA209i及YC-XX两台织机送经机构性能的相近程度相当大。
4、结束语
通过实际测试以及对所获得的测试数据处理，可以得出以下结论：
（1）对送经量进行测试，可以比较方便的计算出送经机构的评价指数和相近度指数，进而能够定量评价出织机送经机构的性能，这种测定方法适用于开发新机时，对其性能进行对比分析与评价；
（2）基于虚拟仪器测试技术，所测试的数据可以以.xls的文件格式存入计算机硬盘中，该文件格式可用Excel软件打开，方便对数据的处理，保证评价的直观性和准确性；
（3）从统计学角度，利用性能评价指数能够对送经机构的性能优劣的定量差别进行表明。从模糊数学的角度，相近度能够表明送经机构性能的相近程度；
（4）综合分析，利用送经机构的性能评价指数和相近度指数这两项指标，不仅能对两台送经机构性能的优劣进行定量评价，而且也能够对两台送经机构性能的差异程度进行估算。
参考文献：
[1] 黄洪钟，机械设计模糊优化原理及应用[M].第一版，北京：科学出版社，1997.
[2] 雷振山，LabVIEW 7 Express 实用技术教程[M].第一版，北京：：中国铁道出版社，2004.
[3] 陈元甫，机织工艺与设备（下册）[M].北京：纺织工业出版社，1984.
[4] 梁海顺，胡巧娥，王贯超，，等，国产YC425型喷气织机机械性能的评价与分析[J].2004年全国棉纺织技术（学术）年会，2004，210 ～ 211
关键词：虚拟仪器；送经机构；织机；模糊理论
送经机构是根据织物纬密的大小，在织造阶段按时稳定的供应具有张力的经纱，其是织机机构中得重要运动机构，其能够保证织机稳定连续的进行织造生产。在织机运行阶段，衡量送经机构性能优劣的主要标志是确定其能否在织造过程中保证织轴能够始终输出均衡稳定的经纱张力。同时，诵经机构性能也会影响织物的质量，一些织疵的出现与其有直接的关系，如长片段送经不匀会造成长短码疵点。因此，对于织机送经机构性能测试于评价，对织造质量的提升具有一定的益处。
当前，对于送经机构测试和评价方法在应用中都存在弊端，如利用传统的测试及评价方法，由于记录仪的限制，不能够对送经量进行长时间的准确现实，测试数据的不足，在一定程度上也限制了评价方法的发展。本文所研究的性能测试及评价方法，采用的时虚拟仪器测试技术，其基于LabVIEW开发平台上。
1、系统的组成
在图1中，可以比较直观的看到利用虚拟一起技术的测试系统组成框图，其中利用差动变压器来作位移传感器，利用电压值对织机主轴一转内的送经量进行量化，其中RO4讯号源于组合滤波器作为系统的信号调理器，其可以对差动变压器输出的电压进行调理，并调理成稳定的0-5v的直流电压。霍尔传感器于主轴上的磁缸能够组成一个非接触式接近开关，其所发出的0～5v的脉冲电压能够作为送经量采样的触发信号。数据采集卡所使用的时PCI-6024E多功能数据采集卡，是由美国NI公司生产制造，采样的速率为200kS/s，其中包含A/D通道8个以及D/A通道2个。在本测试系统中共采用了两个A/D转换通道，分别接收来自织机主轴0度时霍尔传感器发的采样触发脉冲和对应送经量的标准的0～5V的直流电压。
2、测试数据及处理
本文所测试机台的织制品种60/2*JC30，120*75，63“，1/1。实测日本津田驹ZA209i的车速为555.18转/分，实测国产YC-XX型织机车速为559.88转/分。分别对上述两种机型300纬的送经量进行测试，并且为消除测量异常点的因星光，对ZA209i机台的7个异常点和YC-XX机台的4个异常点进行了清除，以下是对所获得数据的处理：
2.1 累积送经量
在测试中，我们发现，YC-XX织机的平均送经量0.3619mm/纬；ZA209i织机的平均送经量0.3507mm/纬。在图2、图3中，分别对两种织机型号送经量累积曲线予以直观的表达，其中没纬送经量的序号在横坐标中可以直观的表示，而每纬送经量累积值（单位为毫米）在纵坐标中有所体现。从表中可以看出两种型号织机累积送经量为一条直线，这说明织机送经量机构工作比较稳定，送经量基本保持为恒定值。
2.2 送经量测试曲线
以每纬送经量的序号为横坐标，各纬送经量值（单位为毫米）为纵坐标作曲线，可以得到送经量测试曲线图（如图4及图5），从图中可以直观、清楚的看出依次各纬送经量的差异情况。
3、性能评价
3.1评价指数
我们假设织机每纬送经量的实测样本值为X1，X2，…，Xn，而工艺要求的送经量为Lj，则评价送经机构性能优劣的指标应与送经量实测样本值的平均值及标准差有关。为了能定量评价送经机构的性能，我们引入一个称为“性能评价指数”的统计量LH：
其中，λ1、λ2为权重系数（ ），一般可取λ1=λ2=0.5； 為样本均值。
根据织机送经机构的性能评价指数定义可知，其值越大说明送经机构的性能越优。
经计算，ZA209i及YC-XX两台织机送经量样本实测值均值分别为0.3507 mm/纬、0.3619mm/纬，而样本标准差分别为0.0055、0.0042。测试机台的织物成布纬密Pw=295根/10厘米，经纱对成布的缩率aj%=12.39%，得工艺要求送经量Lj=0.3869。令λ1=λ2=0.5，则
ZA209i：LH=104.7212
YC425：LH=133.6364
由以上性能评价指数可知，YC-XX织机送经机构性能稍略高于ZA209i织机。
3.2 相近度
根据美国California大学的L.A.Zadeh教授著名的“互克性原理”，一旦系统的复杂性超过一个阈值，复杂性和精确性将互相排斥。由于织机送经系统的复杂性，我们尝试采用模糊数学的方法来评价送经机构，以期获得较好结果。
我们假设织机送经量X1、X2、…、Xn属于正态模糊分布，其隶属函数为
根据模糊数学理论可知，衡量两个模糊集合之间的相似程度，可以采用模糊距离或贴近度来度量。为了评价两台织机送经机构性能的差异，便于进行对比分析，引入相近度指标。在此定义送经机构相近度为模糊集合的格贴近度：
其中， 内积：
外积：
设ZA209i及YC-XX两台织机送经量隶属函数分别为：
其中，μ1、μ2分别为两台织机送经量样本均值，σ1、σ2分别为两台织机送经量样本标准差。
根据定义，计算出ZA209i及YC-XX两台织机送经机构性能的相近度为
图8中的粗实线的顶点表示两正态模糊集合的格贴近度，可见相近度为0表示两台织机送经机构性能完全不同，相近度为1表示两台织机送经机构性能完全相同。本例相近度为0.5135，说明ZA209i及YC-XX两台织机送经机构性能的相近程度相当大。
4、结束语
通过实际测试以及对所获得的测试数据处理，可以得出以下结论：
（1）对送经量进行测试，可以比较方便的计算出送经机构的评价指数和相近度指数，进而能够定量评价出织机送经机构的性能，这种测定方法适用于开发新机时，对其性能进行对比分析与评价；
（2）基于虚拟仪器测试技术，所测试的数据可以以.xls的文件格式存入计算机硬盘中，该文件格式可用Excel软件打开，方便对数据的处理，保证评价的直观性和准确性；
（3）从统计学角度，利用性能评价指数能够对送经机构的性能优劣的定量差别进行表明。从模糊数学的角度，相近度能够表明送经机构性能的相近程度；
（4）综合分析，利用送经机构的性能评价指数和相近度指数这两项指标，不仅能对两台送经机构性能的优劣进行定量评价，而且也能够对两台送经机构性能的差异程度进行估算。
参考文献：
[1] 黄洪钟，机械设计模糊优化原理及应用[M].第一版，北京：科学出版社，1997.
[2] 雷振山，LabVIEW 7 Express 实用技术教程[M].第一版，北京：：中国铁道出版社，2004.
[3] 陈元甫，机织工艺与设备（下册）[M].北京：纺织工业出版社，1984.
[4] 梁海顺，胡巧娥，王贯超，，等，国产YC425型喷气织机机械性能的评价与分析[J].2004年全国棉纺织技术（学术）年会，2004，210 ～ 211