Автоматизированные методы проектирования трикотажных полотен из многоцветной пряжи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Игонина, Мария Александровна

• Игонина, Мария Александровна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Игонина, Мария Александровна

Введение.

Глава 1. Новые технологии построения изображений трикотажных полотен.

1.1. Классификация наиболее распространенных переплетений.

1.2. Вязание несколькими нитями разного цвета.

1.3. Новые способы получения изображений трикотажных полотен.

1.4. Теоретические методы анализа исследования изображений трикотажных полотен.

1.5. Особенности экспериментальных методов анализа исследования изображений.

1.6. Методы компьютерного исследования рисунков трикотажных полотен.

1.7. Основные системы автоматизации современных трикотажных предприятий.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Моделирование изображений полотен из многоцветной пряжи.

2.1. Алгоритмы моделирования изображений полотен, полученных из многоцветной пряжи.

2.2. Построение математической модели описания окраски нити вдоль ее длины.

2.3. Применение полученной математической модели для прогнозирования окраски в заданной точке полотна.

2.4. Исследование изображений трикотажных полотен методами спектрального анализа.

2.5. Методика исследования периодичности рисунка полотна с помощью одномерного спектрального анализа.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Исследование изображений трикотажных полотен на компьютерных моделях.

3.1. Влияние вариаций исходных параметров на исследуемый образец трикотажного полотна.

3.1.1. Влияние вариации числа в заправке.

3.1.2. Влияние вариации длины участка каждого цвета в отдельности.

3.1.3. Влияние вариаций длин двух окрашенных участков одновременно.

3.1.4. Влияние вариаций длин всех окрашенных участков в совокупности.

3.1.5. Влияние вариаций числа игл в заправке и длин всех окрашенных участков в совокупности.

3.1.6. Влияние изменения длин окрашенных участков при условии сохранения их суммарной длины.

3.1.7. Влияние изменения количества окрашенных участков при условии сохранения их суммарной длины.

3.2. Зависимость устойчивости рисунка полотна к случайным помехам в исходных параметрах.

3.2.1. Зависимость устойчивости рисунка полотна от случайных помех в длине нити в петеле.

3.2.2. Зависимость устойчивости рисунка полотна от случайных помех в длинах участков одного цвета.

3.2.3. Зависимость устойчивости рисунка полотна от случайных помех в длинах участков двух цветов.

3.2.4. Зависимость устойчивости рисунка полотна от случайных помех в длинах участков двух цветов и длине нити в петеле.

Выводы к главе

Глава 4. Проектирование основ структуры автоматизированного прогнозирующего комплекса.

4.1. Обобщенная функциональная схема автоматизированного комплекса.

4.2. Детализированная функциональная схема автоматизированного комплекса.

4.3.Схема программного проекта автоматизированного комплекса.

4.4. Примеры экранных форм.

Выводы к главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированные методы проектирования трикотажных полотен из многоцветной пряжи»

Использование компьютерной техники и информационных технологий является в настоящее время наиболее перспективным и мощным средством во всех направлениях научной деятельности. Особенно важным и эффективным является использование компьютерной техники для решения производственных и технологических задач.

В настоящее время все технологическое, в том числе трикотажное оборудование, выпускаемое в мире, оснащается компьютерной техникой, которая является ее неотъемлемой составной частью.

При этом, наиболее важными условиями, определяющими эффективность производства, являются: возможность разработки нового ассортимента выпускаемых изделий, автоматизация этапов проектирования и прогнозирования результатов выработки трикотажных полотен, а также изучение оптимальных исходных характеристик пряжи и оборудования для получения новых видов изделий.

Одним из путей применения компьютерной техники в этом направлении является использование ее для проектирования новых видов трикотажных полотен, в том числе, вырабатываемых из новых видов пряжи.

В последнее время в трикотажном производстве большое внимание уделяется выработке новых видов пряжи, в том числе и получаемой путем окраски ее различным цветом по ее длине. При этом, длина участков каждого из выбранных цветов может быть различной и задаваться заранее или генерироваться случайным образом с помощью генераторов случайных чисел. Разработка такой технологии окраски пряжи поставила новые задачи об эффективности ее использования.

Применение такого рода пряжи может привести к значительному расширению ассортимента за счет создания новых цветовых эффектов при очень низкой себестоимости вырабатываемой пряжи, так как при выработке новых полотен достаточно использовать самые простые виды переплетений.

Однако, весь комплекс проблем, связанных с проектированием изображений трикотажных полотен из многоцветной пряжи, не исследован и требует изучения.

Поэтому целью данной диссертационной работы является решение важной научно-технической задачи исследования возможностей автоматизации методов разработки и прогнозирования изображений трикотажных полотен, вырабатываемых из пряжи с переменной окраской по ее длине для последующего управления процессами разработки изображений этих полотен.

Процесс решения этой задачи включает в себя следующие этапы:

- исследование существующих методов проектирования изображений трикотажных полотен;

- разработка компьютерной модели для проектирования образцов трикотажных полотен из многоцветной пряжи;

- разработка математической модели окраски нити с целью прогнозирования окраски изображения трикотажного полотна;

- проведение компьютерных экспериментов по изучению влияния вариаций в начальных параметрах на проектируемый рисунок полотна;

- выполнение компьютерных экспериментов по исследованию устойчивости рисунка полотна к влиянию случайных помех;

- исследование методов объективной оценки различных изображений полотен;

Эффективное применение разрабатываемых методов получения изображений трикотажных полотен возможно лишь при построении автоматизированной системы для выполнения этих исследований. Поэтому в задачу диссертационной работы входит разработка структуры автоматизированного прогнозирующего комплекса для получения изображений полотен, выполнения с ними различных экспериментов и накопления базы данных. Использование этого комплекса позволит автоматизировать процесс разработки новых видов трикотажных полотен и тем самым повысить уровень управления проектированием изображений трикотажных полотен из многоцветной пряжи.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Игонина, Мария Александровна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Впервые решена важная научно-техническая задача автоматизации разработки изображений трикотажных полотен из многоцветной пряжи.

2. Впервые созданы компьютерная модель получения изображения трикотажных полотен из многоцветной пряжи и математическая модель описания окраски нити вдоль ее длины, которые позволяют прогнозировать вид рисунка полотна.

3. Проведено исследование влияния вариаций исходных значений параметров на вид рисунка полотна и установлено, что изменение исходных значений параметров приводит к получению рисунков новой геометрической структуры, что дает возможность получить качественно новые интересные рисунки.

4. Выявлена возможность получения рисунков с подобными геометрическими структурами за счет изменений исходных значений параметров или их взаимных комбинаций на определенную величину, зависящую от типа рисунка.

5. Показано, что геометрическая структура рисунка полотна повторяется при изменении длин окрашиваемых участков с сохранением их суммарной длины и при изменении количества окрашиваемых участков с сохранением их суммарной длины, при прочих неизменных исходных данных.

6. Исследована устойчивость рисунка полотна к случайным помехам в исходных значениях параметров и даны рекомендации к точности исходных значений параметров для обеспечения устойчивости проектируемого изображения полотна.

7. Установлено, что при оценке влияния случайных помех в длине нити в петле или в длине одного окрашенного участка, или в длинах участков двух цветов на рисунок полотна, изображение полотна устойчиво к случайным помехам, составляющим 1%. При 2 % наблюдается искажение спектрального состава рисунка, существенное влияние на исходное изображение оказывают случайные помехи, составляющие 3%. При 4% и выше происходит полная деформация исходного рисунка полотна.

8. Установлено, что при оценке влияния случайных помех в длине нити в петле и в длинах участков двух цветов одновременно на рисунок полотна изображение полотна устойчиво к случайным помехам, составляющим 0,05%. При 1% наблюдается искажение спектрального состава рисунка полотна, существенное влияние на исходное изображение оказывают случайные помехи, составляющие 2%. При 3% и выше происходит полная деформация исходного рисунка полотна.

9. Разработана и применена методика спектрального анализа для решения задач сравнения образцов трикотажных полотен и чувствительности рисунка полотна к влиянию случайных помех в исходных данных.

10. Установлено, что количественные характеристики спектрального анализа позволяют дать объективные комплексные оценки сравнения рисунков полотен.

11. Впервые автоматизирован процесс проектирования и исследования изображений трикотажных полотен, вырабатываемых из многоцветной пряжи.

12. Разработанное программное обеспечение позволяет эффективно проектировать изображения трикотажных полотен из многоцветной пряжи, анализировать различные структуры трикотажных полотен, прогнозировать получаемые рисунки полотен, а также проводить исследования на устойчивость изучаемого изображения полотна к случайным помехам в исходных параметрах.

13. Применение разработанного автоматизированного комплекса позволяет расширить ассортимент трикотажных изделий за счет выработки образцов трикотажных полотен новой структуры, отвечающих современному спросу, увеличить число вариантов рисунков полотен, сократить затраты времени на их создание и упростить внедрение в производство.

14. Разработанные методы проектирования трикотажных полотен и разработанный автоматизированный прогнозирующий комплекс нашли применение в учебном процессе и прошли эксплуатацию на трикотажном предприятии "Жаклин", что позволило принять оптимальные проектные решения при разработке нового ассортимента трикотажных полотен, сократив время проектирования и расширив количество сравниваемых вариантов полотен.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Игонина, Мария Александровна, 2004 год

1. Кудрявин J1.A., Шалов И.И. Основы технологии трикотажного производства. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - 494 с.

2. Офферманн П., Тауш-Мартон X. Основы технологии трикотажного производства: пер. с нем. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-216 с.

3. Caurageous start-up in Great Britain. Innes Ralph. Knitt. Technol. 2003, №1-2, p. 17.

4. Stoll auf der Pitti Immagine Filati in Florenz. Mashen Ind. 2002. 52, №8, p. 10-13.

5. Щербаков В.П. Выбор построения решения задачи о длине нити в петле // Известия вузов. Технология текстильной промышленности,1999, №1,с.81-85.

6. Масленников Ю.И. Анализ двухосного напряжения состояния трикотажного полотна // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1991, №1, с.90-98.

7. Степанов Г.В. Обобщенная математическая модель ткани // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1992, №1, с.46-48.

8. Галавская А.В. Разработка элементов системы автоматизированного технологического проектирования изделий, изготавливаемых на круглочулочных автоматах: Дисс. . канд. техн. наук. / ГАЛПУ К., 1999.-266 с.

9. Ю.Мильченко И.С. Основы проектирования трикотажных машин. М.,

10. Farmy A., Newton A. Statistical techniques in the analysis of jacquard weft-knitted struchtures. // Textile Researche Journal. 1979, v.49, №11, p. 661-673.

11. Колесникова E.H., Спорыхина В.И., Смирнова A.B. Технологические операции дифференцирования и интегрирования для преобразования процессов петлеобразования // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1999, №6, с.86-88.

12. Колесникова E.H. Основы проектирования технологии петлеобразования. Дисс. . докт. техн. наук. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина. - 2001, 477 с.

13. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.-319с.

14. Павлюк В.Н., Пипа Б.Ф. Экспериментальные исследования технологических нагрузок, действующих на иглу однофонтурной кругловязальной машины типа MC // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1979, №6, с. 121-118.

15. Павлюк В.Н., Пипа Б.Ф. Влияние силы оттяжки петли на технологические нагрузки // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1980, №6, с. 115-118.

16. Павлюк В.Н., Пипа Б.Ф. Анализ взаимодействия рабочих органов с петлей в процессе вязания на кругловязальных машинах типа MC // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1980, №3, с.93-96.

17. Павлюк В.Н., Пипа Б.Ф. Влияние конструкции платины на изменение прочности нити в процессе вязания // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1979, №5, с. 104-106.

18. Моисеенко Ф.А., Тройникова O.K., Чабан В.В., Параска Г.Б. Экспериментальная функция необходимой подачи нитей основы намашине «Кокетт-2» // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1991, №2, с.72-75.

19. Дзгоба В.И. Исследование влияния жаккардовых петель на процесс петлеобразования // Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах, спец. Выпуск, 1999, №6, с. 605-608.

20. Борзунов Г.И. Применение ЭВМ при подготовке к производству тканей мелкоузорчатых переплетений на станках СТБ: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1982. - 242 с.

21. Фирсов A.B. Разработка методики проектирования рисунков мелкоузорчатых переплетений и ее реализация на ПЭВМ. Дисс. канд. техн. наук. М., 1995. - 117 с.:ил.

22. Мотанов В.Г., Кудрявин Л.А. Автоматизация построения графика кулирного трикотажа, заданного в универсальной матричной системе кодирования // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1987, №5, с. 109.

23. Скоков П.И., Казарновская Г.В. Применение ЭВМ для проектирования цветных рисунков // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1989, №6, с. 97-98.

24. Инихитов Д.Б., Колесов Ю.Б., Цитович И.Г. Имитационная модель процесса вязания // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1991, №4, с.84-88.

25. Дзюба В.И. Научные основы автоматизированного проектирования рабочих процессов трикотажных машин (объектно-ориентированный подход): Моногр. Киев, КГУТД, 2000. - 186 с.

26. Дзюба В.И. Объектно-ориентированный подход к моделированию структуры трикотажа // Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах, спец. выпуск, 1999, №6, с. 601-604.

27. Попова Г.М., Смирнова Е.А. Применение компьютерных технологий для контроля геометрических параметров трикотажного полотна из фасонных нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1995, №5, с.77-80.

28. Смирнова Е.А., Попова Г.М. Применение компьютерных технологий для контроля геометрических параметров трикотажного полотна из фасонных нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1999, №6, с.129-131.

29. Николаева А. Д. Разработка методов автоматизированного проектирования трикотажа, выработанного на многосистемных кругловязальных машинах: Дисс. . канд. техн. наук. М.: МТИ, 1980. - 266 с.

30. Кураксина E.H. Разработка системы автоматизированного технологического проектирования чулочно-носочных изделий: Дисс. . канд. техн. наук. М.: МТИ, 1988.

31. Кудрявин JI.A., Колесникова E.H., Ульянов М.В. Проектирование чулочно-носочных изделий с элементами САПР // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1988, №6, с. 130.

32. Фурса A.A., Гришин А.Н., Кудрявин Л.А. Проектирование с использованием ЭВМ основных параметров трикотажа, вырабатываемого на многосистемных кругловязальных машинах // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1990, №1, с.94-98.

33. Касперский С.Г., Беляев Г.В., Бондарь В.М. Определение параметров имитационной модели вязания на котонной машине // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1981, №1,с.82-84.

34. Харламова О.Н., Баранов А.Ю. Создание трехмерного образа петельной структуры кулирного трикотажа. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2000, №3, с.77-79.

35. Колесникова E.H. Основы автоматизированных методов петлеобразования. М.:МГТУ, 2000. - 240 с.

36. Konopasek M., Cook W. Computer aided Engineerity Disign of Basic Double - Jersey Structures (a QAS exersise). // Textile Institut and Industry, 1976, v.14, №3, p.97-102.

37. Ricotti. R. Two new computer controlled flat knitting machines by Prroti. // Knitting Technique, 1991, v.13, №3, p. 190-200.

38. Universal MC-710 flat knitting machine computer controlled double head machine (2x1) system. // Knitting Technique, 1991, v.13, №3, p.211.

39. Рабочие процессы трикотажных машин. Учебник для студентов вузов / Далидович A.C., Костылева А.Н., Антонова А.И., Кислюк И.В., Гусева A.A., Поспелов Е.П.; под ред. проф. Далидовича A.C. М.: Легкая индустрия, 1976. -368 с.

40. Корнеев A.B., Радзиевский В.А. Математическое описание многогребенного основовязального процесса как объекта автоматического регулирования. Сообщение 1 // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1979, №3, с.98-103.

41. Корнеев A.B., Радзиевский В.А. Математическое описание многогребенного основовязального процесса как объекта автоматического регулирования. Сообщение 2 // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1979, №4, с. 112-118.

42. Радзиевский В.А., Бондарь В.М. Автоматическое регулирование и контроль нитеподачи на быстроходных основовязальных машинах. -М.: Легкая индустрия, 1971.

43. Грибожовский В.В., Радзиевский В.А. Исследование динамики основовязального процесса как объекта автоматического регулирования. Сообщение 1 // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1972, №1, с.129-134.

44. Радзиевский В.А., Грибожовский В.В. Исследование динамики основовязального процесса как объекта автоматического регулирования. Сообщение 2 // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1972, №2, с. 137-140.

45. Скворцов B.C., Моховиков С.А. Основные направления автоматизации управления предприятиями текстильной промышленности.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1989, №4, с. 12-14.

46. Заговора A.B., Курман В.М., Миллер A.C., Пешков И. А. Автоматизированная система подготовки программы вязания для кругловязальных машин с электронным управлением // Известия вузов. Технология легкой промышленности, 1986, №4, с. 102-106.

47. Кудрявин J1.A. Автоматизированное проектирование основных параметров трикотажа (с использованием ЭВМ): Учебное пособие для вузов. -М.: Легпромбытиздат, 1992. 190 е.: ил.

48. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. М.: Наука, 1966. - 656 е.: ил.

49. Марпл С.Л. мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 584 е., ил.

50. Гольденберг Б.Д. и др. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990.

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

52. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: В 2 т. М.: Мир, 1982.

53. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М.: Радио и связь, 1986.