[發明專利]基于時間序列挖掘的梳棉機智能勻整系統

有效

• 申請號: 201210173421.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102704054A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 倪建軍;馬華偉;譚憲軍;范新南
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: D01G23/06
• 分類號: D01G23/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于自動控制及紡織機械技術領域，是智能控制技術的應用，特別是涉及一種基于時間序列挖掘的梳棉機智能勻整方法。

背景技術

自調勻整系統被廣泛應用于梳棉機等紡織機械中，用以控制輸出棉條重量，改善最終成紗質量。目前傳統的梳棉機自調勻整系統主要包括兩部分：棉條重量自調勻整部分和棉箱氣壓控制。其中棉條厚度自調勻整部分主要采用開環控制，首先根據棉層位移厚度傳感器檢測輸入棉層的厚度變化，調節給棉羅拉電機的轉速，從而控制輸出棉條的粗細和重量。棉箱氣壓控制部分主要是根據棉箱內氣壓的大小來調節棉箱風機的供棉速度，以此來調整棉層的厚度，也是一種開環的控制方式。自調勻整控制系統的效果取決于給棉羅拉電機轉速-輸入棉層厚度之間的函數關系。如果要求輸出棉條重量穩定，假設梳棉機內纖維存量是定值，并且落棉率遠小于1，根據質量守恒定律，給棉羅拉電機轉速-輸入棉層厚度之間滿足如下公式：

v1(t)=K(t)h(t)]]>

其中，K(t)是一個與棉條線速度v₂(t)、棉層密度ρ₁(t)、棉條密度ρ₂(t)、棉條截面積s(t)相關的系數。

由于K(t)是一個時變系數，目前很難找到準確的計算公式，如果采用固定系數，則容易造成控制精度低，輸出棉條質量波動大等缺點。棉箱氣壓控制部分同樣存在這樣的問題，單純依靠氣壓的大小來改變棉箱風機的落棉速度，很難達到棉層穩定輸出的效果，棉層波動會比較大，控制效果不夠理想，這樣將會給依靠棉層厚度改變的自調勻整系統帶來調節困難的問題。

發明內容

本發明提供一種能大大提高輸出棉條質量穩定性，并降低棉條質量控制成本的基于時間序列挖掘的梳棉機智能勻整系統。

本發明的技術內容如下:

一種基于時間序列挖掘的梳棉機智能勻整系統，包括：

（1）、基于時間序列關聯規則和支持向量機挖掘方法的棉條重量自調勻整單元；所述棉條重量自調勻整單元包括棉層厚度位移傳感器、給棉羅拉、棉條厚度位移傳感器、道夫、道夫測速傳感器；首先根據棉層厚度位移傳感器檢測輸入棉層的厚度變化，調節給棉羅拉的轉速，從而控制輸出棉條的粗細和重量，然后根據道夫前端的棉條厚度位移傳感器檢測的棉條厚度反饋至給棉羅拉，控制給棉羅拉的電機頻率，整體構成棉條重量自調勻整閉環控制部分。

（2）、基于核主元分析和支持向量機方法的棉箱氣壓智能控制單元；

所述棉箱氣壓智能控制單元包括氣壓傳感器、棉箱風機；所述棉箱氣壓智能控制單元根據棉箱內氣壓傳感器采集到的氣壓的大小來調節棉箱風機的供棉速度，以此來調整棉層的厚度，然后利用棉條重量自調勻整單元的棉層厚度位移傳感器采集的棉層厚度數據反饋給供棉風機，從而實現棉箱氣壓的閉環控制；

（3）、基于決策樹支持向量機的梳棉機智能勻整預警單元。

基于時間序列挖掘的梳棉機智能勻整系統，包括如下步驟：

a、訓練測試數據采集：采集的數據為各種位移傳感器數據和給棉羅拉、棉箱風機、道夫的電機頻率數據，數據采集周期為6個月，利用這些數據建立訓練測試數據集；

b、數據預處理：把采集到的數據進行預處理，采用關聯規則進行時間序列挖掘處理，分析數據之間的相關性，消除冗余數據，挖掘其中潛在的強關聯規則；

c、棉條重量自調勻整閉環控制：根據道夫前端的棉條厚度位移傳感器檢測的棉條厚度反饋至給棉羅拉，控制給棉羅拉的電機頻率，整體構成棉條重量自調勻整閉環控制部分；然后利用采集數據建立基于關聯規則和支持向量機方法的棉條重量預測模型，輸出最優的棉條重量預測結果和對應的給棉羅拉的電機的頻率值；