CN101481826A - 一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，包括如下步骤：(1)对每批蚕茧抽样并进行定长卷绕，在此过程中将茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，并测定各种颜色茧丝的平均纤度，得到控制样本模糊集合；(2)根据所需每绪生丝的纤度要求选择λ－截集，得到符合控制要求的普通集控制样本；(3)根据上述普通集控制样本对绪下茧堆进行人工判别，并调整绪下茧堆设备，使定纤系统与给茧机的添茧满足所述普通集控制样本要求；(4)当定纤系统与给茧机的添茧不满足所述普通集控制样本要求而绪下茧堆设备不报警时，则需要调整或修理所述绪下茧堆设备。本发明实现了生丝纤度的精确控制，延长了定纤感知缫丝机的使用寿命。

Description

一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法

技术领域

本发明涉及一种蚕茧缫丝过程中生丝纤度的控制方法，具体涉及一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法。

背景技术

众所周知，在利用蚕茧制丝的过程中，缫丝是一个必不可少的步骤。现有的缫丝方法是根据生丝规格要求，将煮熟茧的茧丝离解后并接起来，制成生丝的生产过程，其工艺过程流程是：索绪—理绪—添绪—接绪—捻鞘—卷绕一干燥。

缫丝用的设备是主要是自动缫丝机，现有的自动缫丝机主要有定粒感知缫丝机和定纤感知缫丝机两种。随着对生丝纤度要求的不断提高，定粒感知缫丝机已逐渐被淘汰，目前普遍采用的是定纤感知缫丝机。定纤感知缫丝机的关键部件是纤度感知器，纤度感知器上设有一对隔距片，通过丝条与感知器隔距片之间的摩擦力来判断生丝是否进行添绪或接绪，需要时由给茧机进行添茧，从而控制生丝的纤度范围。

现有技术中，通常是利用定纤感知缫丝机的纤度感知器进行自动控制，同时配合人工对茧堆的粒数控制的方法来控制生丝纤度，使同一绪内的生丝纤度能够控制在需要的范围内。

然而，对于单个蚕茧，其得到的茧丝纤度通常是由细变粗再由粗变细的不均匀变化过程，而对于不同庄口原料茧而言，其茧丝的纤度变化情况也是各不相同的，由多根茧丝组合成的生丝的粗细均匀性是很难控制的，因此，采用上述粒数控制方法无法得到纤度值均匀的生丝。

另一方面，上述生丝纤度的控制方法对绪与绪之间的纤度差异是很难控制的，这是因为现有的隔距式感知器的间隙还没有仪器能够测量，所以可以认为不同感知器的间隙是有差异的，导致不同绪之间的平均纤度相差很大，与服装用的纤度粗细控制还有较大差距。此外，利用上述主要依靠隔距片控制纤度的控制方法必然会加剧定纤感知缫丝机的工作负担，由于丝条粗细相差较大，每隔2.5秒就会与感知器隔距片摩擦一次，长期使用后会使感知器隔距片产生磨损，导致隔距片的间隙产生变化，进一步影响生丝纤度的控制。

因此，发明一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度粗细的控制方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，以按照实际需要精确控制生丝的纤度。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，包括如下步骤：

(1)对每批蚕茧抽样并进行定长卷绕，在定长卷绕过程中将茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，并测定各种颜色茧丝的平均纤度，得到控制样本模糊集合；

(2)根据所需每绪生丝的纤度要求选择λ-截集，得到符合控制要求的普通集控制样本；所述普通集控制样本包括每绪生丝的细限纤度和高限纤度，所述细限纤度和高限纤度是关于茧丝粒数和颜色的对应关系的集合；

(3)根据上述普通集控制样本对绪下茧堆进行人工判别，并调整控制绪下茧堆设备，使定纤系统与给茧机的添茧满足所述普通集控制样本要求；

(4)当定纤系统与给茧机的添茧不满足所述普通集控制样本要求而绪下茧堆设备不报警时，则需要调整或修理所述绪下茧堆设备。

上文中，所述步骤(1)中的茧层分色方法是采用拍照加对比的方法进行的，如：采用每缫去100回丝就对已缫的茧子进行拍一次照，同时为了便于鉴别颜色的变化，拍照时在边上放置一粒没有缫丝的茧子作为对比，看茧子白度的变化程度来定义颜色；当然，这种方法是比较模糊的，但可以借鉴模糊数学中择近原则进行分层的方法，通过后续的计算机编程计算进行调整，一定程度上修正了用人眼分层的误差。所述步骤(2)中普通集控制样本一般设为红、白2色茧控制要求，作为优选，根据纤度符合达到98％(符合规格中心纤度+0.5D的范围)为标准，建立选择λ-截集依据，得到纤度控制的细限纤度与高限纤度即普通集控制样本，在普通集控制样本中同时要求控制红茧数与白茧数。所述步骤(3)中所述的绪下茧堆设备是现有技术，一般包括感知器、定纤系统和给茧机；所述调整控制绪下茧堆设备时，可根据摩擦力原理与杠杆原理，合理应用流体摩擦、胶体摩擦、接触摩擦与混合摩擦的原理，达到感知器满足灵敏性、一致性、及时性、正确性的要求，使生丝纤度偏差变小。所述灵敏性是指每一个绪头掐去1粒蛹衬(1D)感知器就能发出要求添绪的信号；一致性是指每一个感知器发出添绪的信号在细限纤度+0.1D的范围内；及时性是指落入细限纤度范围内2.5秒内能进行添茧；正确性是指添绪后纤度不超出高限纤度。

上述技术方案中，所述步骤(1)中控制样本模糊集合是根据茧丝纤度与长度的特征方程编程获得，所述特征方程是根据茧丝纤度与长度建立特征模型拟合获得。

上述技术方案中，所述拟合是运用线性项和非线性项分离的方法进行的，其中，非线性项用正交正弦函数基来拟合。这是由于不同庄口原料茧的茧丝纤度曲线随着茧丝长度的变化都有由细变粗再变细的类似倾向性(从外层到内层)，但同时又表现出复杂的形态变化，所以很难统一用三次抛物线或高次多项式来拟合，而且随着拟合多项式次数的提高，拟合精度也会降低；另外这种拟合方式还存在着在两端的顺势能力差的问题。茧丝纤度分段拟合的理论虽然使拟合精度有了一定程度的提高，但操作较为复杂，不适合用于数学模型的统一，因为每个庄口不能进行统一分段。茧丝纤度曲线难以精确拟合的根本原因在于它的形态变化多样，不能统一归类。但是如果用线性成分和非线性成分之和来拟合茧丝纤度变化就可以较好的解决上述问题。因此，每个庄口茧丝纤度变化受茧丝长度影响的数学模型可以表示为：

P(x)＝Q(x)+Z(x)           (1)

式中：P(x)为茧丝纤度变化序列；Q(x)为线性成分；Z(x)为非线性成分(也可以称之为周期项)；x表是横坐标茧丝长；用线性函数拟合茧丝纤度变化序列的线性成分，排除线性成分之后的茧丝纤度变化序列是不同振幅、相位和频率的简谐波，可以用基于正交正弦函数基的谐波项来拟合。

首先确定线性函数：

茧丝纤度从外层到内层有减小的趋势(即有线性成分存在)，这是由于蚕儿在吐丝后的生命力越来越弱所造成的，这也是茧丝纤度变化体现不出周期现象的原因。只要把茧丝纤度变化曲线里的线性成分去除，就可以看到非线性成分的周期现象，线性成分的数学方程我们可以通过以下公式来求得：

Q(x)＝y_L＝k(x-x₀)+y₀          (2)

k＝(y_n-y₀)/(x_n-x₀)            (3)

∵Z(x)＝P(x)-Q(x)            (4)

∴y_NL＝y-y_L                   (5)

式中：(x₀，y₀)，(x_n，y_n)为起点和终点坐标；y为观测点值，y_L为观测点线性项值，y_NL为观测点非线性项值。

然后确定非线性函数：

排除线性成分之后的茧丝纤度变化曲线可以分解为不同振幅、相位、频率的简谐波。根据谐波分析理论，可以用不同振幅、相位、频率的正弦波叠加合成来构成非线性成分曲线的数学模型。曲线变化越复杂，所需要的正弦波叠加次数越高，考虑到其计算的方便和拟合效果，就选用(sinα，sin2α，…，sin nα)这一组正交化基为基础来建立数学模型：

令：Z₀(x)＝1，  $Z_1\left(x\right)=\sin \left[\frac{2\mathrm{\π}(x-x_0)}{x_n-x_0}\right],$ $Z_2\left(x\right)=\sin \left[\frac{4\mathrm{\π}(x-x_0)}{x_n-x_0}\right],\·\·\·,$ $Z_2\left(x\right)=\sin \left[\frac{2\mathrm{n\π}(x-x_0)}{x_n-x_0}\right];$

则：Z(x)＝a₀Z₀(x)+a₁Z₁(x)+a₂Z₂(x)+L

$+a_n{Z}_n\left(x\right)=\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_j{Z}_j\left(x\right)---\left(6\right)$

其中：a₀，a₁，…，a_n是待定系数。

因此茧丝纤度变化观测点的方程可以表示为：

$y_{\mathrm{NLi}}=\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_j{Z}_j\left(x_i\right),$  i＝0，1，L，m     (7)

联立m(m>n)个这样的等式(即茧丝纤度变化观测序列)，由于Z₀(x)，Z₁(x)，…，Z_n(x)是已经确定的函数，而a₀，a₁，…，a_n是待定系数，得到方程组为：

$\left[\begin{array}{cccc}{Z}_0\left(x_0\right)& Z_1\left(x_0\right)& L& Z_n\left(x_0\right)\\ Z_0\left(x_1\right)& Z_1\left(x_1\right)& L& Z_n\left(x_1\right)\\ M& M& L& M\\ Z_0\left(x_m\right)& Z_1\left(x_m\right)& L& Z_n\left(x_m\right)\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{a}_0\\ a_1\\ M\\ a_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{y}_{\mathrm{NL}0}\\ y_{\mathrm{NL}1}\\ M\\ y_{\mathrm{NLm}}\end{array}\right)---\left(8\right)$

由于方程数多于未知个数，这一类方程组被称为超定方程组。以矩阵符号记为：

Ga＝d                            (9)

式中：d＝[y_NL0，y_NL1，L，y_NLm]^T    (10)

      a＝(a₀，a₁，L，a_n)^T         (11)

$G=\left[\begin{array}{cccc}{Z}_0\left(x_0\right)& Z_1\left(x_0\right)& L& Z_n\left(x_0\right)\\ Z_0\left(x_1\right)& Z_1\left(x_1\right)& L& Z_n\left(x_1\right)\\ M& M& L& M\\ Z_0\left(x_m\right)& Z_1\left(x_m\right)& L& Z_n\left(x_m\right)\end{array}\right]---\left(12\right)$

一般情况下，超定方程组没有解，利用方程组的残差r＝d-Ga，通过最小二乘原理，导出其相应的正规方程矩阵为：

$\left[\begin{array}{cccc}(Z_0,Z_0)& (Z_1,Z_0)& L& (Z_n,Z_0)\\ (Z_0,Z_1)& (Z_1,Z_1)& L& (Z_n,Z_1)\\ M& M& L& M\\ (Z_0,Z_n)& (Z_1,Z_n)& L& (Z_n,Z_n)\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{a}_0\\ a_1\\ M\\ a_n\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}(y_{\mathrm{NL}},Z_0)\\ (y_{\mathrm{NL}},Z_1)\\ M\\ (y_{\mathrm{NL}},Z_2)\end{array}\right)---\left(13\right)$

式中： $(Z_k,Z_l)=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_k\left(x_i\right)Z_l\left(x_i\right),k,l=\mathrm{0,1},L,n---\left(14\right)$

$(y_{\mathrm{NL}},Z_l)=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{NLi}}{Z}_l\left(x_i\right),l=\mathrm{0,1},L.n---\left(15\right)$

写成矩阵形式为：G^T Ga＝G^Td         (16)

由于采用正交化基，G中只有(Z₀，Z₀)，(Z₁，Z₁)，…，(Z_n，Z_n)不为零，其余均为零；所以其正规方程组的解为：

$a_j=\frac{(y_{\mathrm{NL}},Z_j)}{(Z_j,Z_j)}(j=\mathrm{0,1},L,n)---\left(17\right)$

最后我们把线性项和非线性项合起来就得到了所述公式(1)。

进一步的技术方案，所述拟合后，再运用计算机模拟茧丝特征纤度，并采用400粒解舒调查时的平均茧丝纤度对所述特征方程进行修正。

在制丝工艺设计中，主要是用多粒缫调查来摸清茧丝纤度的变化规律。但目前该调查还存在着以下几个问题：多粒缫的茧丝纤度采用的是每112.5m(112.5m＝100回)，以下相同)的平均纤度，与实际有较大出入；多粒缫的茧丝长和平均茧丝纤度与400粒解舒调查不一致；多粒缫的平均茧丝纤度与400粒解舒调查一致，但茧丝长不一致；多粒缫的茧丝长与400粒解舒调查一致，但平均纤度不一致。为了使所作的茧丝纤度曲线更符合实际。采取以下改进措施：把每112.5m内的平均纤度作为它中点的茧丝纤度(即x_i＝56.25，168.75，281.25，…)。茧丝长度最后不满一百回的在0～56.25m(0～50回)内舍去，只记录总茧丝长；在56.25～112.5m(50～100回)的平均纤度看作一百回的平均纤度，并记录茧丝总长；事实上，多粒缫和400粒解舒调查的茧丝平均纤度和茧丝长很难保持一致，所以以400粒解舒调查为基准，对多粒缫茧丝纤度数据作了修正，具体方法如下：

设400粒解舒调查的平均茧丝纤度为S₄₀₀，茧丝长为L₄₀₀，多粒缫的茧丝长为L_多。则：

K_长＝L₄₀₀/L_多               (18)

式中K_长表示茧丝长度修正系数。

  i＝0，1，L，m      (19)

然后根据修正后的观测点数据(x₀，y₀)，(x₁，y₁)求出茧丝纤度变化曲线方程P(x)＝Q(x)+Z(x)。

式中：S_多表示多粒缫的平均茧丝纤度；

K_纤＝S₄₀₀-S_多          (21)

式中，K_纤表示茧丝纤度修正系数；因此，最后公式(1)可以修正为：

P(x)＝Q(x)+Z(x)+K_纤    (22)

上述技术方案中，在所述特征方程的拟合过程中还利用中心对称延拓的方法来预测茧丝纤度曲线两端点处的数据。

上述技术方案中，所述步骤(1)中的茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色是利用夹字条的方法来区分的。例如：缫丝样本采用每绪8粒茧，共6～10绪，2绪为正绪，4～8为绪副绪，在缫丝过程中当正绪落绪时，必须停下，用副绪上与落绪茧同程度(大小、颜色相同)的茧进行调配，严格执行落啥添啥，在茧层颜色产生变化时及时夹上区分点的字条(采用8粒中有5粒茧变化颜色就夹字条)，将茧层分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，分别称为白茧、灰白茧、灰茧、灰红茧、红茧，作为控制样本的基础工作。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明通过蚕茧的定长卷绕和颜色区分，测定各种颜色茧丝的平均纤度，识别茧层颜色与纤度的对应关系，建立茧丝特征模型，计算建立符合生丝规格的控制样本模糊集合，选择λ-截集得到控制样本，通过控制样本与绪下茧堆的对比，判别设备执行纤度控制的好坏，正确调整定纤系统与给茧机，从而实现了生丝纤度的精确控制。

2.由于本发明将茧层分成5种颜色，提高了对茧丝纤度的精度要求，并通过计算机运算得到高精度标准的普通集控制样本，因而根据该普通集控制样本执行得到的生丝纤度的粗细变化范围很小，保证了生丝纤度的控制要求；另一方面也减小了绪与绪之间的纤度差异，满足服装用的纤度粗细控制要求；并大大减少了生丝与感知器隔距片摩擦次数，减少了磨损，延长了定纤感知缫丝机的使用寿命。

3.由于本发明对每批蚕茧进行抽样，可以适应不同庄口原料茧，具有广泛的应用范围。

4.本发明可根据生丝的纤度要求选择λ-截集，得到符合控制要求的普通集控制样本，因而可以满足不同生丝纤度的控制要求，灵活根据实际需求生产生丝。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，包括如下步骤：

(1)对每批原料茧进行50个以上的抽样，并进行定长卷绕，在定长卷绕过程中将茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，称取纤度值，作为原始资料；根据上述原始资料，通过计算机模拟建立茧丝特征模型，并对所要设计的原料茧进行特征拟合，求出特征方程，再通过计算机计算建立符合生丝规格的控制样本模糊集合；

(2)再根据不同的生丝质量要求，选择λ-截集，得到符合控制要求的普通集控制样本；所述普通集控制样本包括每绪生丝的细限纤度和高限纤度，所述细限纤度和高限纤度是关于茧丝粒数和颜色的对应关系的集合；

(3)根据控制样本对绪下茧堆进行人工判别，对不符合控制样本的绪下茧堆进行设备调整，使定纤系统与给茧机的添茧永远满足控制样本要求；

(4)当定纤系统与给茧机的添茧不满足所述普通集控制样本要求而绪下茧堆设备不报警时，则需要调整或修理所述绪下茧堆设备。

上文中，所述定长卷绕的缫丝样本采用每绪8粒茧，共6～10绪，2绪为正绪，4～8为绪副绪，在缫丝过程中当正绪落绪时，必须停下，用副绪上与落绪茧同程度(大小、颜色相同)的茧进行调配，严格执行落啥添啥，在茧层颜色产生变化时及时夹上区分点的字条(采用8粒中有5粒茧变化颜色就夹字条)，将茧层分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，分别称为白茧、灰白茧、灰茧、灰红茧、红茧，作为控制样本的基础工作。

在用茧丝纤度值进行计算机模拟建立茧丝特征模型时，用计算机程序判别区分点是否在0～30米范围内，相差范围小于30米属于正常，计算不同颜色的茧丝平均纤度，通过计算机计算建立符合生丝规格的控制样本模糊集合。根据纤度符合达到98％(符合规格中心纤度+0.5D的范围)为标准，建立选择λ-截集依据，得到纤度控制的细限纤度与高限纤度即控制样本，在样本中同时要求控制红茧数与白茧数。对不在控制样本的绪头进行设备检查与调整，凡是白茧不符合控制要求或红茧不符合控制要求的必须进行修正，使感知器满足灵敏性、一致性、及时性、正确性的要求；所述灵敏性是指每一个绪头掐去1粒蛹衬(1D)感知器就能发出要求添绪的信号；一致性是指每一个感知器发出添绪的信号在细限纤度+0.1D的范围内；及时性是指落入细限纤度范围内2.5秒内能进行添茧；正确性是指添绪后纤度不超出高限纤度。

上文中，所述感知器垫片厚度为63～64μm。

按照上述方法进行操作时，以宜州晚秋茧为原料茧，得到8粒缫特征曲线的8根茧丝百回纤度数据，见下表所示：

根据以上数据，现行的绪下粒符控制样本的计算公式可以修正为S_j＝n₁S_白+n₂S_灰白+n₃S_灰+n₄S_灰红+n₅S_红 且 S_i<S_j<S_a

其中，S_j—生丝计算纤度(D)；S_白—多粒缫调查白茧时的平均茧丝纤度(D)；S_灰白—多粒缫调查灰白茧时的平均茧丝纤度(D)；S_灰—多粒缫调查灰茧时的平均茧丝纤度(D)；S_灰红—多粒缫调查灰红茧时的平均茧丝纤度(D)；S_红—多粒缫调查红茧时的平均茧丝纤度(D)；n₁—白茧粒数(粒)；n₂—灰白茧粒数(粒)；n₃—灰茧粒数(粒)，n₄—灰红茧粒数(粒)，n₅—红茧粒数(粒)，S_i—细限纤度(D)；S_a—粗限纤度(D)。这样就可以求出各种茧层状态组合的平均纤度。由于组成各组合的茧层状态茧丝平均纤度是符合正态分布的，假设求得各茧层状态平均纤度的正态分布分别为：红茧服从正态分布 ${\mathrm{\&xi;}}_R~N({\mathrm{\&mu;}}_R,{\mathrm{\&sigma;}}_R^2),$ 灰红茧服从正态分布， ${\mathrm{\&xi;}}_{\mathrm{GR}}~N({\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{GR}},{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{GR}}^2),$ 灰色茧服从正态分布 ${\mathrm{\&xi;}}_H~N({\mathrm{\&mu;}}_H,{\mathrm{\&sigma;}}_H^2),$ 灰白茧服从正态分布 ${\mathrm{\&xi;}}_{\mathrm{HW}}~N({\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{HW}},{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{HW}}^2),$ 白茧服从正态分布 ${\mathrm{\&xi;}}_W~N({\mathrm{\&mu;}}_W,{\mathrm{\&sigma;}}_W^2),$ 令T＝n₁ξ_R+n₂ξ_GR+n₃ξ_G+n₄ξ_GW+n₅ξ_W，并假定ξ_R，ξ_G，ξ_W三者相互独立，则可以求得各组合茧层状态的正态分布：

$T~N(n_1{\mathrm{\&mu;}}_H+n_2{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{HR}}+n_3{\mathrm{\&mu;}}_G+n_4{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{GW}}+n_5{\mathrm{\&mu;}}_W,{n_1}^2{{\mathrm{\&sigma;}}_R}^2+{n_2}^2{{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{HR}}}^2+{n_3}^2{{\mathrm{\&sigma;}}_H}^2+{n_4}^2{{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{HW}}}^2+{n_5}^2{{\mathrm{\&sigma;}}_W}^2)\widehat{=}N({\mathrm{\&mu;}}_T,{{\mathrm{\&sigma;}}_T}^2)$ 如果要求各茧层状态在组合后的纤度在一个范围内变化，设此范围为[low，high](20/22D常用的控制范围为19.5-22.5D)，那么可给出上述问题的置信区间(即符合概率)的表达式为：

$P(\mathrm{low}\&le;T\&le;\mathrm{high})=\mathrm{\&Phi;}\left(\frac{\mathrm{high}-{\mathrm{\&mu;}}_T}{{\mathrm{\&sigma;}}_T}\right)-\mathrm{\&Phi;}\left(\frac{\mathrm{low}-{\mathrm{\&mu;}}_T}{{\mathrm{\&sigma;}}_T}\right)$

有此公式，就可以求出各种组合的隶属频率。由于绪下粒符控制样本是一个很大的有限集合，现仅以N＝n₁+n₂+n₃+n₄+n₅＝8为例，取20/22D的控制范围为的区间，其部分组合计算结果如下表所示：

 

红茧	灰红茧	灰茧	灰白茧	白茧	平均纤度/D	均方差	符合概率
								1	1	0	0	6	22.00	0.16	0.89
1	1	0	1	5	21.65	0.14	0.99
								1	1	0	2	4	21.30	0.18	1.00
1	1	0	3	3	20.95	0.27	1.00
								1	1	0	4	2	20.60	0.41	0.95
1	1	0	5	1	20.25	0.61	0.83
								1	1	0	6	0	19.89	0.85	0.66
1	1	1	0	5	21.09	0.16	1.00
								1	1	1	1	4	20.73	0.15	1.00
1	1	1	2	3	20.38	0.19	0.98
								1	1	1	3	2	20.03	0.29	0.84
1	1	1	4	1	19.68	0.44	0.61
								1	1	2	0	4	20.17	0.23	0.92
1	1	2	1	3	19.82	0.23	0.75
								1	2	0	0	5	20.52	0.20	0.99
1	2	0	1	4	20.16	0.19	0.94
								1	2	0	2	3	19.81	0.24	0.74
1	2	1	0	4	19.60	0.20	0.59
								2	0	0	0	6	21.54	0.18	0.99
2	0	0	1	5	21.19	0.17	1.00

 

2	0	0	2	4	20.84	0.21	1.00
								2	0	0	3	3	20.48	0.30	0.96
2	0	0	4	2	20.13	0.44	0.83
								2	0	0	5	1	19.78	0.63	0.64
2	0	1	0	5	20.62	0.18	1.00
								2	0	1	1	4	20.27	0.18	0.97
2	0	1	2	3	19.92	0.22	0.81
								2	0	1	3	2	19.57	0.32	0.55

根据上面的分析，可以知道自动缫绪下粒符状态为有限集，而符合所需要的纤度范围的是一个模糊集，假设定义

是为上靠近21D的数，则可以设立一个隶属频率的λ-截集，假设当λ≥0.5时就为控制样本的中心控制，这样就能从一个模糊集合中得到了一个普通集，这就是符合20/22D控制的绪下粒符控制样本。

上述茧丝的平均纤度为2.328D，根据现有的工艺设计方法设计20/22D生丝时，采用21/2.328＝9.216，则中心定粒是9粒，允许定粒是8、9、10粒，换庄时新茧上丝是中心定粒减1粒，则为8粒，但是根据定粒缫试验，明显可以看到8粒上丝是会产生野纤度的，因为8粒新茧是25.5-26.5D的范围，远远超出20/22D的范围，因此8、9、10的质量控制也达不到小偏差的要求。而根据本发明的技术方案，计算机模拟后设计的普通集控制样本是：

细限纤度：7粒4白无红茧；8粒2白无红茧；

高限纤度：8粒不允许全白；9粒必须1红以上，7白不允许；10粒必须3红以上。新茧上丝采用7粒新茧上丝。

实际应用时，缫丝工、保养工、工长、管理人员根据控制样本逐绪检查绪下粒符数，若不在控制范围内，说明这绪设备需要进行调整与修理，从而保证绪内偏差与绪间偏差都满足质量要求。

按照上述工艺方法操作时，得到的缫丝商检数据如下表1所示：

表1  本发明工艺设计的缫丝商检数据

 

纤度值/D	第一批(4A)	第二批(4A)	第三批(4A)	第四批(4A)	第五批(3A)
						16					2

 

16.5					1
						17		1			1
17.5					1
						18		1			2
18.5	5		1	2	1
						19	7	3	5	5	1
19.5	7	14	7	10	12
						20	18	22	28	19	18
20.5	34	33	25	41	34
						21	34	46	33	51	35
21.5	37	30	45	38	29
						22	29	24	34	16	36
22.5	18	15	12	14	16
						23	6	7	6	2	10
23.5	3	2	2	2	1
						24	1	2
24.5			2
						25	1
20/22D所占比例/％	76	77.5	82.5	82.5	76

对比例一

采用的原料和实施例一相同，感知器垫片厚度也为63～64μm。利用定纤感知缫丝机的纤度感知器进行自动控制，同时配合人工对茧堆的粒数控制的方法来控制生丝纤度，使同一绪内的生丝纤度能够控制在需要的范围内。根据现有的工艺设计方法设计20/22D生丝时，采用21/2.328＝9.216，则中心定粒是9粒，允许定粒是8、9、10粒，换庄时新茧上丝是中心定粒减1粒，则为8粒，但是根据定粒缫试验，明显可以看到8粒上丝是会产生野纤度的，因为8粒新茧是25.5-26.5D的范围，远远超出20/22D的范围，因此8、9、10的质量控制也达不到小偏差的要求。

按照现有工艺方法操作时，得到的缫丝商检数据如下表2所示：

表2  现有工艺设计的缫丝商检数据

 

纤度值/D	第一批(5A)	第二批(5A)	第三批(5A)	第四批(5A)	第五批(5A)
						17
17.5	1

 

18
						18.5					1
19	7		2	5	1
						19.5	11	3	5	11	9
20	31	16	15	20	17
						20.5	51	30	24	39	34
21	45	57	37	45	54
						21.5	33	52	51	39	46
22	11	27	39	26	28
						22.5	3	6	15	8	6
23	4	5	9	2	3
						23.5	2	4	1	2
24	1		2		1
						24.5				2
25				1
						20/22D所占比例/％	85.5	91	83	84.5	89.5

通过表1和表2比照可以看出，在采用本发明的生丝纤度控制方法后，新绪下粒符控制样本设计办法实施后生丝纤度出现野纤度的情况减小，5个批次的商检纤度数据中出现野纤度(纤度小于19D或大于23D)的次数由34次减小到18次，并且纤度值在20/22D范围内的比例也有了很大提高，由76％～82.5％提高到83％～91％，生丝等级也由3～4A提高到5A。

Claims (6)

1.一种用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对每批蚕茧抽样并进行定长卷绕，在定长卷绕过程中将茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色，并测定各种颜色茧丝的平均纤度，得到控制样本模糊集合；

(2)根据所需每绪生丝的纤度要求选择λ-截集，得到符合控制要求的普通集控制样本；所述普通集控制样本包括每绪生丝的细限纤度和高限纤度，所述细限纤度和高限纤度是关于茧丝粒数和颜色的对应关系的集合；

(3)根据上述普通集控制样本对绪下茧堆进行人工判别，并调整控制绪下茧堆设备，使定纤系统与给茧机的添茧满足所述普通集控制样本要求；

(4)当定纤系统与给茧机的添茧不满足所述普通集控制样本要求而绪下茧堆设备不报警时，则需要调整或修理所述绪下茧堆设备。

2.根据权利要求1所述的用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中控制样本模糊集合是根据茧丝纤度与长度的特征方程编程获得，所述特征方程是根据茧丝纤度与长度建立特征模型拟合获得。

3.根据权利要求2所述的用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于：所述拟合是运用线性项和非线性项分离的方法进行的，其中，非线性项用正交正弦函数基来拟合。

4.根据权利要求2所述的用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于：所述拟合后，再运用计算机模拟茧丝特征纤度，并采用400粒解舒调查时的平均茧丝纤度对所述特征方程进行修正。

5.根据权利要求2所述的用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于：在所述特征方程的拟合过程中还利用中心对称延拓的方法来预测茧丝纤度曲线两端点处的数据。

6.根据权利要求1所述的用于自动定纤感知缫丝机的生丝纤度控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的茧层由外至内依次分成白、灰白、灰、灰红、红五种颜色是利用夹字条的方法来区分的。