高速并条机棉条质量在线检测系统的设计与仿真

论文摘要

在线检测技术是工业自动化控制领域中的重要课题,研究的对象是对棉纺织生产过程中高速并条机的技术改造,实现棉纺织高速并条机出口棉条在线检测装置的设计及研发,由此打破高端并条机被国外市场垄断的局面,解决国产设备的技术瓶颈,对产业发展影响是深远的。棉条质量检测系统设计的主要任务包括数据的采集和预处理,数据计算,参数的输入及结果的显示,监控界面的设计。设计的过程包括基于PC的算法设计、基于CompactRIO的硬件系统快速原型平台实验、基于FPGA的硬件系统实现三个阶段。通过这样的方式能使系统开发、算法设计和改进的过程更具有针对性,大大缩短开发的周期,减少开发的成本。对信号处理的过程,包括条干参数以及波谱图的绘制设计过程。其中最主要的部分是重不匀和变异系数计算方法的验证,以及波谱图生成中滤波器的设计。在设计过程中使用了多个平台及工具:MATLAB建模仿真工具,FDA Tool滤波器工具箱,LabVIEW及CompactRIO平台。这些工具的使用节省了在实验工具及准备上所耗费的时间,大大的简化了设计过程,加快了系统开发的进度,也方便了系统开发人员。为了得到准确的棉条波谱信息,需要大量的滤波运算,因此如何更高效的对大量的数据进行运算,尽量节省系统资源,减少运算上的延时,需要对整个系统的任务分配进行规划,本文对此进行了实验分析。设计的基于CompactRIO平台的棉条在线检测系统经过试验取得了较为满意的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外概况和发展趋势
• 1.4 本文的主要研究工作
• 2 相关需求和技术分析
• 2.1 系统组成及工作原理
• 2.2 在线检测系统
• 2.3 系统需求分析
• 2.4 本章小结
• 3 棉条质量在线检测系统的设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 设计流程
• 3.3 实验平台
• 3.4 各部分功能设计
• 3.5 滤波器设计
• 3.6 本章小结
• 4 棉条质量在线检测系统实现与仿真
• 4.1 滤波器实现与仿真
• 4.2 滤波器组设计仿真
• 4.3 系统集成及界面设计
• 4.4 应用效果
• 4.5 本章小结
• 5 结果分析与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献