Введение к работе
Актуальность работы. В соответствии с концепцией развития легкой промышленности до 2010 г, принятой правительством РФ, предусматривается повышение качества, расширение ассортимента и увеличение объема производства трикотажных изделий, что может быть достигнуто путем создания современных производительных технологий, применения нового и усовершенствованного оборудования, использования эффективных средств контроля и управления технологическими процессами Потенциальная возможность увеличения доли отечественной продукции, в частности чулочно-носочных и других трикотажных изделий медицинского и спортивного назначения, на российском рынке высока Незначительные объемы экспорта, как и небольшая доля трикотажных изделий на внутреннем рынке обусловлены низкой конкурентоспособностью этой продукции
Повышение ее конкурентоспособности должно быть достигнуто путем технологической модернизации и автоматизации предприятий, оснащения предприятий трикотажной промышленности кругловязальными машинами высокого класса, в том числе для вязания высокоэластичных полотен В соответствии с данной концепцией разработка и освоение производства текстильных изделий медицинского и санитарно-гигиенического назначения, многофункциональной одежды для спорта и отдыха, а также бельевого бесшовного трикотажа является одним из приоритетных направлений и инновационных разработок В связи с указанным тема диссертационной работы, посвященная исследованию и разработке систем автоматического управления процессом нитеподачи эластичных нитей на трикотажных машинах, является весьма актуальной
Диссертационная работа выполнена на кафедре автоматики и промэлек-троники в соответствии с планом госбюджетных исследований по плану МГТУ им А Н Косыгина за период с 01 09 2000г по 30 06 2003г по теме «Исследование и разработка систем автоматического контроля, регулирования и управления процессами намотки, размотки и транспортирования текстильных материалов» №00-820-31, а также в соответствии с планом НИР «Теоретическая разработка методов контроля технологических параметров текстильного производства на базе оптоэлектронной техники с использованием оптических волокон» № 03-602-31, финансируемой Министерством образования РФ
Цель и задачи работы. Основная цель диссертационной работы заключается в разработке и исследовании систем автоматического контроля и управления процессом подачи высокоэластичных нитей на трикотажных машинах в зону вязания, обеспечивающих получение конечного продукта с заданными физико-механическими свойствами
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научно-технические задачи
1 Анализ особенностей технологического процесса подачи высокоэластичных нитей на трикотажных машинах, известных методов и средств автоматического контроля и управления
Экспериментальная идентификация процесса нитеподачи эластичных нитей с целью построения математической модели, описывающей процесс транспортирования продукта в зону вязания
Экспериментально-теоретическое исследование процесса нитеподачи эластичной нити, как объекта автоматического управления
Выбор структур систем автоматической стабилизации и программного управления процессом нитеподачи
Синтез системы автоматической стабилизации натяжения высокоэластичной нити в процессе ее транспортирования в зону вязания
Моделирование системы автоматического управления процессом нитеподачи высокоэластичной нити и оценка качества
Разработка и практическая реализация датчиков натяжения высокоэластичных нитей
Разработка лабораторного стенда и проведение экспериментальных исследований процесса транспортирования высокоэластичных нитей
На защиту выносятся:
Математическая модель процесса нитеподачи высокоэластичной нити в процессе ее транспортирования в зону вязания Результаты экспериментальной идентификации
Структура системы автоматического регулирования процесса нитеподачи эластичных нитей
Методика определения нелинейного характера статической характеристики чувствительного элемента первичного преобразователя натяжения эластичных нитей
Результаты синтеза системы регулирования процессом нитеподачи эластичных нитей в зону вязания
Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования предложенных алгоритмов, а также схем контроля и управления
Методика проведения исследований. В работе использованы современные математические и инструментальные методы исследований При построении математической модели процесса транспортирования эластичной нити в зону вязания был использован метод экспериментальной идентификации и компьютерной обработки полезной информации Теоретические исследования были основаны на методах современной теории автоматического управления, теории информационно-измерительных систем
Экспериментальная часть исследований проводилась с использованием высокоточных регулирующих и измерительных приборов и устройств Для исследования алгоритмов управления использовались методы математического моделирования в среде Matlab
Научная новизна. В результате выполнения диссертационной работы исследован процесс нитеподачи высокоэластичных нитей как объекта автоматического управления Впервые предложена математическая модель процесса нитеподачи высокоэластичных нитей Разработаны системы автоматической
стабилизации натяжения эластичной ниги и программного управления процессом нитеподачи
Проведено полное исследование динамических и статических свойств чувствительного элемента датчика натяжения высокоэластичных нитей Разработаны и апробированы датчики натяжения эластичных нитей, отличающиеся высокой точностью и надежностью
Достоверность результатов работы. Адекватность полученной математической модели процесса транспортирования эластичных нитей подтверждена совпадением переходных процессов, полученных экспериментально и путем математического моделирования
Практическая ценность. Использование разработанных систем автоматического регулирования процессом нитеподачи высокоэластичных нитей в зону вязания позволит повысить качество и конкурентоспособность выпускаемой продукции Развиваемые в диссертации методы автоматического контроля и управления могут найти широкое применение для автоматизации аналогичных операций транспортирования текстильных материалов в отделочном производстве.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века», 2002 г, Всероссийских научно-технических конференциях «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ) 2002, 2003, 2004 гг, Всероссийской научной конференции «Информационные технологии в образовательной, научной и управленческой деятельности» (ИНФОТЕКСТИЛЬ-2004)
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 163 страницах и состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и общего вывода по работе, а также содержит список используемой литературы из 104 наименований и 4 приложения Работа иллюстрирована 78 рисунками и 4 таблицами
