автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и исследование адаптивной системы автоматического управления исполнительными механизмами гребнечесального оборудования периодического действия

005004506

ГАНЯВИН ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

1

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ГРЕБНЕЧЕСАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

• - 1 ДЕК 2011

005004506

На правах рукописи

ГАНЯВИН ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ГРЕБНЕЧЕСАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина» на кафедре автоматики и промышленной электроники.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Макаров A.A.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Севостьянов П.А.

кандидат технических наук, с.н.с. Никоноров П.В.

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский

институт технологической оснастки текстильного оборудования ОАО «ЦНИИМашдеталь»

Защита состоится «¿У» декабря 2011 года в 0 часов на заседании диссертационного совета Д.212.139.03 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина по адресу: 119071, г. Москва, Малая Калужская, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина».

Автореферат разослан « Щ» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор.

Фирсов A.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Получение высококачественной пряжи для тканей, трикотажных изделий, швейных ниток и технических изделий для промышленности осуществляется по гребенной системе прядения, где важнейшим является гребнечесальный переход. От режимов гребнечесания зависят условия последующих технологических процессов прядения, экономичность производства пряжи и ее физико-механические свойства.

Увеличение производительности современных гребнечесальных машин тесно связано с повышением их скоростных режимов. Так на гребнечесальных машинах различных фирм «Текстима» (Германия), «Шлюмберже» (Франция), «Сант-Андреа Навара» (Италия) наиболее распространенных на отечественных камвольных предприятиях число циклов в минуту возросло от 150 до 250.

Но наряду с таким важным преимуществом машин последних моделей, как повышение выхода гребенной ленты за счет увеличения числа рабочих циклов, возникает задача - обеспечить протекание процесса гребнечесания с максимальной сохранностью волокон (особенно при чесании тонкой шерсти, где наиболее вероятен разрыв волокон) и поддерживать на требуемом уровне качественные показатели гребенной ленты. Это может быть достигнуто правильным выбором скоростного режима работы машины, зависящего от различных условий и входных параметров процесса.

Важной частью системы управления гребнечесальной машины является ее электропривод, который выполнен на базе трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АКЗ), то есть представляет асинхронный электропривод (АЭП).

Таким образом, в качестве объекта управления предполагается рассмотрение указанного электропривода, при управлении которым требуются наиболее эффективные алгоритмы управления, реализуемые на современной микропроцессорной технике.

Анализ современной технологии гребнечесания и используемого оборудования в гребенной системе прядения шерсти, показал, что для важнейшего на производстве перехода, отсутствуют современные методы прогнозирования и идентификации качественных и количественных характеристик получаемой гребенной ленты, а также компьютерные методы для гибкого управления технологическим процессом.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка адаптивной системы -управления процессом формирования гребенной ленты на гребнечесальной машине «Текстима», осуществляющей программное управление и стабилизацию частоты вращения исполнительных органов машины, в зависимости от задающего воздействия. Данная система должна быть реализована на современных микропроцессорных устройствах и силовой элементной базе, и поддерживать частоту вращения на заданном уровне.

Ф

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ особенностей технологического процесса чесания волокон на гребнечесальной машине периодического действия.

2. Провести построение модели исследуемой электромеханической системы в непрерывные моменты времени, расчет параметров этой модели.

3. Исследовать АКЗ в приводе гребнечесальной машины как объекта управления, построить математическую модель и провести моделирование данного объекта управления.

4. Разработать и исследовать замкнутую систему векторного управления АКЗ гребнечесальной машины.

5. Разработать и исследовать адаптивные алгоритмы управления скоростными параметрами исполнительных механизмов гребнечесальной машины при векторном управлении АЭП.

6. Провести моделирование разработанных адаптивных систем управления для оценки переходных характеристик, выполнить анализ характеристик.

7. Практическая реализация адаптивной системы управления и системы управления без адаптирующего контура скоростными параметрами с использованием современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

На защиту выносятся:

1. Уточненная математическая модель и результаты компьютерного моделирования АКЗ как объекта управления в приводе гребнечесальной машины.

2. Модель замкнутой системы векторного управления и результаты компьютерного моделирования АЭП отделительного механизма гребнечесальной машины как объекта управления.

3. Модель замкнутой системы векторного управления и результаты компьютерного моделирования скоростного процесса рассортировки волокон гребенным барабанчиком гребнечесальной машины.

4. Модель и результаты компьютерного моделирования адаптивного алгоритма управления скоростными параметрами гребенного барабанчика гребнечесальной машины при векторном управлении АЭП.

5. Модель, функциональная структура и результаты компьютерного моделирования адаптивной нейросетевой системы управления динамическими режимами работы отделительного механизма гребнечесальной машины с использование искусственной нейронной сети (ИНС), при векторном управлении АЭП.

6. Программная реализация алгоритмов управления исполнительными механизмами гребнечесальной машины, разработанных на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

Методика проведения исследования. В работе использована комплексная методика исследования, сочетающая методы математического моделирования и инструментальные средства. При построении моделей использованы методы

теории электрических машин, теории автоматического управления, методы экспериментально-теоретического моделирования, компьютерной обработки информации, а также методы математической статистики и вычислительной математики с применением ЭВМ.

Расчеты параметров моделей, переходных характеристик и моделирование системы автоматического управления проводились в пакете прикладных программ MATLAB и его приложений Simulink, System Identification Toolbox, Fuzzy Logic Toolbox, Optimization Toolbox и Toolbox Neural Network/Fitting Tool.

Реализация алгоритмов системы управления скоростными процессами осуществлена с помощью платформы SPEEDY-33 компании National Instruments, включающая в себя цифровой сигнальный процессор VC33 Texas Instruments и порты сопряжения с объектом, а также программные средства разработки и визуализации для ЭВМ Lab VIEW и NI Lab VIEW DSP Module. В качестве исполнительного устройства для АКЗ выступал преобразователь частоты фирмы Schneider Electric (Франция).

Научная новизна. В результате выполнения диссертационной работы построены математические модели системы векторного управления исполнительными механизмами АЭП гребнечесальной машины в приложении Simulink и структурные схемы системы управления АЭП. Разработаны системы управления скоростными параметрами гребнечесальной машины с учетом адаптирующего контура регулятора, предложена параллельная архитектура нейронного управления при векторном управлении АЭП.

Проведена нейро-нечеткая идентификация скоростных нестационарных параметров отделительных цилиндров, построена нелинейная модель процесса по гибридной технологии адаптивной нейро-нечеткой системы заключений ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). Выполнен выбор динамического алгоритма обучения, и анализ устойчивости нейросетевой системы управления динамическими режимами работы отделительного механизма в дискретные моменты времени.

Выполнена программная реализация алгоритмов, разработанная на базе современных Микропроцессорных программно-технических комплексов.

Достоверность результатов работы. Адекватность полученной модели асинхронного двигателя и системы управления АЭП подтверждена совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований, используя математическое моделирование и макетирование систем управления.

Практическая ценность. Использование разработанных систем автоматического управления электроприводом гребнечесальной машины позволит повысить качество чесания волокон, а также повысить КПД при пуске и повысить срок эксплуатации электропривода.

Разработанные в диссертационной работе методы управления могут найти широкое применение не только в различных отраслях текстильной промышленности, но и на других производствах. Полученные результаты могут быть использованы при создании и совершенствовании систем управления машин переменного тока.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку специалистов на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, в том числе на конференциях «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2009, ТЕКСТИЛЬ-2010), «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС-2010, ПРОГРЕСС-2011), «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности - 2010», «Современные информационные технологии в образовании, науке и промышленности» (2009, 2011), «Системный анализ и семиотическое моделирование» (SASM - 2011), «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (ИАМП-2010), «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments, 2010».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе 3 в журналах ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и общих выводов по работе, списка литературы из 153 наименований и 3 приложений. Работа иллюстрирована 75 рисунками и 3 таблицами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Введение содержит обоснование актуальности темы диссертационной работы, в нем определены цели и задачи исследования, сформулированы выносимые на защиту научные положения, а также указана методика исследования и практическая ценность работы.

Глава I. Обзор и анализ технологии процесса гребнечесания шерсти на гребнечесальных машинах периодического действия

В этой главе проведен обзор и анализ теоретических материалов в области гребнечесания шерсти на гребнечесальных машинах периодического действия и сформулированы задачи исследования.

Приведена схема гребнечесальной машины с описанием основных составных частей. Показана необходимость регулирования скорости исполнительных органов машины и даны причины, обуславливающие разрыв волокон при гребнечесании шерсти. Для контроля и управления силой чесания волокон целесообразно осуществлять регулирование в диапазоне, не превышающем прочности волокон (Р„), прямо пропорционально зависящего от скорости работы машины. Это позволяет утверждать, что регулируя частоту вращения электропривода с помощью автоматического управления, можно изменять величину силы чесания для выполнения условия,

KsiF¡n+F„)<F0<Pe, (1)

где Ks - коэффициент, учитывающий неровноту поступающего из холстика, Ks Ф- 1;

Fat ~ усилия волокон при протаскивании их через гребень питания;

Fm - усилия волокон при протаскивании их через прямой гребень;

F0 - усилия при отделении волокон, создаваемые вращательным

движением отделительных цилиндров;

Рв - разрывное напряжение волокна.

При повышении интенсивности чесания увеличиваются силы трения между иглами и волокнами, а также силы трения между самими волокнами. При нарушении указанного условия происходит их разрыв, а, следовательно, нарушение распределения волокон по длине в ленте и в очесе.

В главе были рассмотрены различные способы управления АКЗ, из которых большее внимание уделялось методам, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции базовых векторов.

Сформулированы требования к управляемому комплексу для контроля и управления силой чесания волокон. Определены принципы построения управляемого комплекса для контроля и управления силой чесания волокон на гребнечесальных машинах периодического действия.

Глава II. Разработка и исследование модели асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором в приводе гребнечесальной машины

Приведено математическое описание АКЗ согласно общей теории электрических машин. Рассмотрена единая система с векторными переменными состояния с помощью метода пространственного вектора.

Модель АКЗ была построена как в неподвижной, так и во вращающейся ортогональной системе координат. Построение втиНпк-модели происходило по принципу записи обобщенной системы уравнения (2),

, кг ч 1 ¡г ix = (.Ux + 0)k Lsl i, +-V rJ-7

Tr 7VP + 1 . Mr

iy = \.Uy-C0kLsiix-k,p cddWux)'

Ts,P+1

VnI = krR,ix + 1

Tr

TrP + 1

(2)

сок = —krRriy + P a>d

Vnx

Ш = krP 4'Rx>y

в функциональные блоки Embedded MATLAB Editor и их логического объединения. Где их, иу и ix, /^-эквивалентные составляющие напряжения и вектора тока статора; Rn г и Lj-активные сопротивления и индуктивность обмоток ротора и статора; р - число пар полюсов; Сдк и GV угловая скорость вращения системы координат (х, у) и ротора; Jr - момент инерции ротора; М„ -момент сопротивления волокон; - вектор потокосцепления ротора; кг -коэффициент связи ротора; Тп Ts- постоянная времени цепи ротора и статора.

Модель АКЗ во вращающейся системе координат (х - у) представлена на

рис.1.

Frx

<vk

ж1

uy

ix fen ly

LSI

kr

p2 г

0.078SH

1/(1+Tsp)

System 1

CD«-

iy

Frx

iy

wk

ux

fen IX

Lsi

kr

Tr г

0.078S+1

1/(1+Tsip)*

System 2

"CD

ix

Tr fen Fix 1

kr 0.1598SH

Rr 1/(1 +Trp)

ay*-'

wk

o-

wd

С

<«d

¡У

Frx

fen wk

Rr

kr

P2

System 4

iy

Fix

Jr

kr fen wd

P2

№

M12 -

1/p

System 3

System 5

Рис. 1. БтиНпк-модель АКЗ во вращающейся системе координат (х-у)

Результаты моделирования прямого пуска АКЗ, представленного в неподвижной и во вращающейся системе координат идентичны.

Глава III. Разработка и анализ замкнутой системы управления скоростными параметрами исполнительных механизмов машины при векторном управлении асинхронным электроприводом

В третьей главе подробно рассмотрена функциональная схема векторного управления АКЗ, проведено имитационное моделирование замкнутой системы управления. Результаты моделирования подтвердили преимущества векторного управления. Модель системы управления процессом отделения волокон

отделительным механизмом гребнечесальной машины была построена по компонентам библиотеки Sim Power System приложения Simulink.

Модель состоит из четырех функциональных блоков: блока задания, блока системы регулирования, силового и технологического. Модель содержит ПИ - ретуляторы, блоки преобразования координат и блоки для вычисления магнитного потока и углового положения ротора. Это позволяет моделировать систему в целом, а не по отдельным контурам.

Технологический блок модели имитирует процесс чесания волокон. Его описание представляется гармонической функцией вида,

COSum=COcmpSin(a)dt),

(3)

где й)^ - угловая скорость главного вала; соатр - амплитуда угловой скорости отделительных цилиндров при отделении и возврате.

Результаты моделирования показали высокую степень адекватности по отношению к реальному процессу отделения волокон. Однако модель не обеспечивает точное поддержание контролируемого параметра - скорости отделительных цилиндров, в виду нелинейности уравнения (3). Это в свою очередь мотивирует применение новых средств и методов синтеза систем, среди которых выступают нейросетевые технологии управления.

Для процесса отделения волокон характерна функция ИНС - адаптивный регулятор. Здесь функционирование нейросети состоит в обучении и формировании управляющего воздействия на вход исполнительного устройства, корректировкой управляющего сигнала, с сохранением «стандартной» системы векторного управления, замкнутой по скорости АКЗ. Для этого была разработана параллельная архитектура нейронного управления (рис. 2), на основании которой, была построена 8шиНпк-модель (рис. 3).

Объект управления

НеВроконтроллер с эмулятором

Рис. 2. Структурная схема параллельной архитектуры нейросетевого управления режимами работы отделительных цилиндров

IGBT Inverter

Рис. 3. 8кпи1шк-модель системы нейросетевого управления режимами работы отделительных цилиндров при векторном управлении АКЗ

На схеме (рис.2) блок NN представляет собой нейронную сеть -«многослойный перцептрон» для ANFIS - нейроэмулятора объекта управления, создающего оценку eft) скорости нижнего отделительного цилиндра wz(t) от датчика скорости. Управляющий сигнал un{t), представляющий собой выходной сигнал нейронной сети NN, используется для коррекции управляющего сигнала ur(t), создаваемого обычным ПИ - регулятором Wr{p). Коррекция выполняется таким образом, чтобы обеспечить минимизацию рассогласования между опорным сигналом r(t) и выходом объекта управления, при ошибке силы отделения eft) менее порогового значения. Блок ANFIS формирует желаемую скорость отделительных цилиндров w'z(t) на основании входных выборок относительной скорости главного вала машины ujt), приведенного упругого момента главного вала машины Jd{t) и реакции усилий тензодатчика при отделении волокон eft). Обучение NN происходит по ошибке ez'!(t). Идентификация скорости для NN обеспечивается инверсной моделью (Wz(p))A.

Выявлены возможные подходы к синтезу алгоритма обучения нейронной сети. Для использования многослойной нейронной сети в системе управления динамическим объектом с заранее неизвестной оптимальной траекторией управления в реальном масштабе времени необходимо ввести в нее динамику. В данной работе предлагается ввести динамику в алгоритм обучения, что позволяет избавиться от использования обратных связей в сети, а также позволяет объединить в единый процесс настройку весовых коэффициентов сети в дискретные моменты времени.

Глава IV. Система микропроцессорного контроля и управления технологических параметров процесса гребнечесания. Техническая реализация В начале четвертой главы даны общие положения по аппаратной реализации микропроцессорной системы. Для реализации алгоритмов системы управления процессом использовалась платформа SPEEDY-33 компании National Instruments, включающая в себя цифровой сигнальный процессор (DSP) Texas Instruments и порты сопряжения с объектом, а также программные средства разработки и визуализации для персонального компьютера Lab VIEW и NI Lab VIEW DSP Module. Подробно описывается процесс программирования платформы от написания графического G кода до компиляции, и передачи его в платформу. "

В главе представлены схемная реализация экспериментальных комплексов, графические коды программ и результаты экспериментов. Среди них аппаратно-программный комплекс системы управления процессом чесания волокон отделительными цилиндрами, разработка и реализация идентификационной математической модели системы супервизорного контроля скоростных параметров при рассортировке волокон, разработка и реализация адаптивной системы управления процессом рассортировки волокон. Остановимся более подробно на последнем эксперименте. Структурная схема стенда, в ходе работы которого, был проверен алгоритм адаптивного управления, приведена на рис. 4.

Стенд построен по системе АКЗ - двигатель постоянного тока (ДПТ). Объект управления в системе - АКЗ. ДПТ, работающий в тормозном режиме,

служит для создания возмущающего воздействия по моменту АКЗ.

Управление АКЗ осуществляется от преобразователя частоты (ПЧ) фирмы Schneider Electric, на аналоговый вход которого, идет «добавка» по моменту от DSP. ПЧ сконфигурирован на векторное управление по без датчиковой системе, при активизации конфигурируемой функции управление по моменту.

Контроль по скорости в системе осуществлялся импульсным датчиком скорости ЛИР 156, выходные импульсы которого, обрабатывались DSP -процессором SPEEDY-33. Сигнальный процессор вырабатывает управляющее воздействие, с учетом задающего воздействия от блока задания и величины сигнала обратной связи по скорости. Каналы согласования и усиления сигналов до уровня входного рабочего диапазона АЦП и уровня выходного ЦАП DSP построены на основе малошумящих усилительных микросхем НА17-741 фирмы Hitachi.

ЭВМ N1 LabVIEW DSP Module

Блок задания

, USB2.0

Сигнальный процессор

DSP Texas Instruments NI SPEEDY-33

Преобразователь

-'s частоты

-1/1 Schneider

Electric

Преобразователь тиристорный однофазный

Рис. 4. Структурная схема экспериментального лабораторного стенда

Управление ДПТ в тормозном режиме, при подключении обмотки возбуждения к однофазному тиристорному преобразователю, осуществляется за счет шунтирования якорной обмотки через тормозное сопротивление. Обмен данными между DSP-процессором и ЭВМ производится через порт USB 2.0. Панель управления и программа адаптивной системы управления скоростью АКЗ построена в среде N1 LabVIEW DSP Module.

Возмущающее воздействие формировалось блоком задания в виде нормального распределения случайных чисел методом Зиккурата и подавалось

на IGBT-драйвер тормозного модуля.

Апробация системы в ходе проведенного эксперимента показало хорошее соответствие с результатами имитационного моделирования. Система с адаптивным контуром лучше подавляет возмущающие воздействия, чем система без него. Получено, что величина перерегулирования между двумя откликами отличается практически в 2 раза, при 6,7% - для адаптивной системы управления. Это обстоятельство позволит существенно улучшить динамические свойства системы, и тем самым, повысить качество обработки продукта. Адаптивная система позволит снизить влияние неопределенности на качество чесания, а также стабилизировать и поддерживать скорость чесания вблизи максимально-возможного ее значения, обеспечивая при этом минимальный показатель обрывности волокон.

Общие выводы

1. Разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя как объекта управления процессом отделения волокон отделительным механизмом и рассортировки волокон гребенным барабанчиком, которая используется при моделировании и построении замкнутой системы векторного управления АЭП гребнечесальной машины. Модель была реализована в среде компьютерного моделирования MATLAB.

2. Построена функциональная схема АЭП векторного управления скоростью нижнего отделительного цилиндра и гребенного барабанчика гребнечесальной машины как объекта управления. Приведена динамическая модель в среде компьютерного моделирования MATLAB. Выполнен синтез базовой структуры системы регулирования, параметров и алгоритмов работы регуляторов. Показанные результаты моделирования подтвердили преимущества векторного управления для АКЗ в приводе гребнечесальной машины.

3. Проведено исследование по применению адаптивного алгоритма управления скоростными нестационарными параметрами при чесании волокон гребенным барабанчиком, в виду нелинейности в диапазоне цикла работы машины. Выполнена идентификация электромеханической системы скоростного режима работы гребенного барабанчика. Разработка системы основана на построении Математической модели процесса и управления по этой модели. В качестве косвенного показателя выступает закон адаптации, где путь исследования устойчивости основан на прямом втором методе A.M. Ляпунова. Выполнен выбор настраиваемого звена контура адаптации. Представлены результаты моделирования системы, сделан анализ адаптивной системы с системой, где управляющее воздействие формируется линейным законом. Получены реакции систем на Random-возмущение. Выполнена оценка запаса устойчивости по фазе и амплитуде представленных систем автоматического управления. Приведенные результаты моделирования показали преимущества системы векторного управления АКЗ с адаптирующим контуром скорости.

4. Выполнена нейро-нечеткая идентификация скоростных параметров при движении цилиндров отделительного механизма гребнечесальной машины. В качестве предиктора нейронного эмулятора предложена гибридная технология

адаптивного нейро-нечеткой вывода типа Сугено в виде пятислойной нейронной сети прямого распространения сигнала. Выполнено формирование ANFIS - модели в среде MATLAB. Получены обучающие и тестовые выборки данных идентификации. Построены кривые обучения ANFIS - модели, найдено необходимое число выборок экспериментальных данных по среднеквадратичной ошибке. Приведенные результаты моделирования показали преимущества ANFIS-технологии, при котором основной задачей будет являться прогнозирование, оптимизация и анализ процесса, а также как «средство» получения априорной информации о процессе при построении адаптивного нейросетевого управления.

5. Разработана параллельная схема нейросетевого управления динамическими режимами работы отделительного механизма гребнечесальной машины. Найдено достаточное число нейронов в скрытом слое ИНС. Обучение строится на алгоритме с использованием оценок прогноза ошибки обучения нейросети в структуре обобщенного настраиваемого объекта, что позволяет получить быстрые отклики системы. Ошибка обучения была найдена для восходящей конечной разности второго порядка уравнения системы. Был выполнен анализ устойчивости нейросетевой системы, с использованием классического метода функций Ляпунова. Получены реакции нейросетевой системы при моделировании ее в среде MATLAB. Выделены ошибки обучения нейронной сети и быстродействие обучения сети от количества нейронов в скрытом слое. Полученные результаты моделирования показали высокие мультирежимные свойства системы, что гарантирует адекватное отражение работы системы управления и отклики при возмущении объекта во всех режимах работы, при условии наличия соответствующих экспериментальных данных.

6. Выполнена программная реализация алгоритмов управления исполнительными механизмами гребнечесальной машины, разработанных на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

7. Проведены производственные испытания на камвольном предприятии по работоспособности и адекватности опытного алгоритма системы автоматического управления скоростью отделительных цилиндров на гребнечесальной машине. По эксперименту установлено, что качество прочеса укладывается в норму.

Основное содержание диссертационной работы отражено в публикациях:

1. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Разработка SIMULINK-модели системы управления процессом отделения волокон при гребнечесании шерсти. // Химические волокна. - 2009. №3. - С. 50-53.

2. Макаров A.A., Червяков A.B., Ганявин В.А. Расчет вектора настроек оптимального регулятора и моделирование электромеханической системы универсальной раскройной машины. // Текстильная промышленность. - 2010. №3. - С. 19-21.

3. Макаров A.A., Ганявин В.А., Битус Е.И. Построение имитационной модели электромеханической системы управления силой чесания волокон на

гребнечесальной машине. // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2010. №8 (329). - С. 83-87.

4. Макаров A.A., Битус Е.И., Ганявин В.А. Оценка эффективности адаптивного алгоритма управления параметрами при чесании волокон гребенным барабанчиком. // Электронное научное издание. Технологии XXI века в текстильной промышленности. -2011. №5.

5. Макаров A.A., Ганявин В.А., Битус Е.И. Имитационное моделирование системы управления процессом отделения волокнистых порций отделительными цилиндрами при гребнечесании. Тезисы докладов международной НТК «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (ТЕКСТИЛЬ-2009)» (24-25 ноября 2009г.). - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2009. - С. 244.

6. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Построение нейро-нечеткой системы для идентификации процесса отделения волокон при гребнечесании шерсти. Тезисы докладов международной НТК «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (ТЕКСТИЛЬ-2010)» (23-24 ноября 2010г.). - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2010. - С. 165-166.

7. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Разработка адаптивной системы управления процессом рассортировки волокон при гребнечесании шерсти. Тезисы докладов международной НТК «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (ТЕКСТИЛЬ-2010)» (23-24 ноября 2010г.). - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2010. - С. 196.

8. Битус Е.И., Ганявин В.А., Макаров A.A. Разработка и моделирование электромеханической системы управления силой чесания волокон на гребнечесальной машине. Тезисы докладов международной НПК «Безопасность и качество продуктов питания и товаров народного потребления» (11-13 ноября 2009г.). - Алматинский технологический университет, 2009. - С. 292-294.

9. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Нейро-нечеткий подход к идентификации и прогнозированию технологического процесса отделения волокон при гребнечесании шерсти. Материалы 7-й Всероссийской НТК «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях (ИАМП-2010)» "(6-7 октября 2010г.). - Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2010. - С. 2831.

10. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Идентификационная модель управления процессом рассортировки волокон на базе DSP - процессора платформы SPEED Y-33. Сборник материалов международной НТК «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности - 2010» (19-20 мая 2010г.). - М.: РосЗИТЛП, 2010. - С. 24-27.

11. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Разработка интеллектуальной системы "управления динамическими режимами работы отделительного механизма при гребнечесании шерсти. Сборник трудов международной конференции «Современные информационные технологии в образовании,

науке и промышленности» (17-18 мая 2011г.). - М.: РосЗИТЛП, 2011. - С. 8286.

12. Битус Е.И., Ганявин В.А., Макаров A.A. Моделирование в среде MATLAB процесса отделения волокон при гребнечесании. Сборник трудов международной конференции «Современные информационные технологии в образовании, науке и промышленности» (16-17 апреля 2009г.). - М.: РосЗИТЛП, 2009. - С. 82-86.

13. Ганявин В.А., Макаров A.A. Разработка и реализация идентификационной математической модели к управлению гребенным барабанчиком на базе цифрового сигнального процессора платформы SPEED Y-33. Сборник материалов Всероссийской НПК с международным участием «Перспективы развития информационных технологий» (11 марта 2010г.). / Под общ. ред. С.С. Чернова - Новосибирск: Сибпринт, 2010. - С. 198-204.

14. Макаров A.A., Ганявин В.А. Разработка аппаратно-программного комплекса системы управления процессом чесания волокон на гребнечесальной машине с применением графического языка программирования LabVIEW. Сборник материалов международной НТК «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС-2010)» (25-28 мая 2010г.). - Иваново: ИГТА, 2010. - С. 8-10.

15. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Построение адаптивного алгоритма управления ЭМС скоростными режимами работы гребенного барабанчика при рассортировке волокон. Материалы международной НМК «Информатика: проблемы, методология, технологии» (10-11 февраля 2011г.). - Воронеж: Воронежский государственный университет, 2011. - С. 184-188.

16. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Автоматизированная система идентификации пороков и засоренностей в прочесе волокон шерсти при гребнечесании. Сборник трудов международной НПК «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» (3-4 декабря 2010г.). -М.: РУДН, 2010. - С. 458-460.

17. Ганявин В.А., Макаров A.A., Битус Е.И. Построение искусственной нейросетевой системы управления динамическими режимами работы отделительным механизмом машины фирмы «TEKSTIMA 1603». Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Системный анализ и семиотическое моделирование (SASM-2011)» (24-28 февраля 2011г.). -Казань: Изд-во «Фэн» Академия наук РТ, 2011. - С. 100-104.

18. Макаров A.A., Ганявин В.А. Разработка и исследование бесконтактного метода оценки структурных пороков ткани на основе вейвлет-анализа образцов средствами машинного зрения. Сборник научных трудов. «Посвящен 100-летию со дня рождения П.В.Власова». - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011. -С. 124-130.

Подписано в печать 16.11.11 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,00 Заказ 358 Тираж 80 ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1',

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА ГРЕБНЕЧЕСАНИЯ ШЕРСТИ НА ГРЕБНЕЧЕСАЛЬНЫХ МАШИНАХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

1.1. Применение гребнечесания в прядении шерсти

1.2. Анализ работы гребнечесальных машин периодического 14 действия

1.3. Причины, обуславливающие разрыв волокон при 21 гребнечесании шерсти

1.4. Сравнительные характеристики гребнечесальных машин

1.5. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение 29 частотно - регулируемых электроприводов

1.6. Принципиальные решения управляемого 32 электромеханического комплекса для контроля и управления силой чесания волокон

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ В ПРИВОДЕ ГРЕБНЕЧЕСАЛЬНОЙ МАШИНЫ

2.1. Вводные замечания

2.2. Общие сведения

2.3. Математическое описание асинхронного электродвигателя

2.3.1. Математическое описание АКЗ во вращающейся системе координат

2.3.2. Структурная схема АКЗ во вращающейся системе 49 координат

2.3.3. Структурная схема АКЗ в неподвижной системе 54 координат

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ МАШИНЫ ПРИ ВЕКТОРНОМ УПРАВЛЕНИИ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

3.1. Динамическая модель системы векторного управления АЭП

3.2. Динамическая модель системы векторного управления 66 приводом гребнечесальной машины

3.2.1. Система векторного управления приводом 67 отделительных цилиндров

3.2.2. Система векторного управления приводом гребенного 74 барабанчика

3.3. Синтез структуры и расчет коэффициентов регуляторов 78 системы векторного управления АД гребнечесальной машины

3.3.1. Настройка токовых контуров

3.3.2. Настройка контура скорости

3.4. Построение и синтез адаптивного алгоритма управления 83 скоростными нестационарными параметрами при чесании волокон гребенным барабанчиком

3.5. Нейро-нечеткая идентификация скоростных нестационарных 94 параметров отделительных цилиндров

3.6. Искусственная нейросетевая система управления динамическими режимами работы отделительными цилиндрами

3.6.1. Многослойная нейронная сеть прямого распространения 102 в нейросетевой системе управления процессом

3.6.2. Динамический алгоритм обучения многослойной 108 нейронной сети в нейросетевой системе управления процессом

3.6.3. Анализ устойчивости нейросетевой системы управления 110 процессом в дискретные моменты времени

3.6.4. Функциональная структура адаптивной нейросетевой 115 системы управления процессом

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. СИСТЕМА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ГРЕБНЕЧЕСАНИЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

4.1. Общие положения по аппаратной реализации 126 микропроцессорной системы

4.2. DSP-процессор платформы SPEEDY-33 Texas Instruments, как 129 инструмент разработки и отладки алгоритмов контроля и управления в режиме реального времени

4.3. Разработка и реализация аппаратно-программного комплекса 134 системы управления процессом чесания волокон на базе DSP -процессора платформы SPEEDY

4.4. Разработка и реализация идентификационной математической 136 модели системы супервизорного контроля скоростных параметров при рассортировке волокон на базе DSP - процессора платформы SPEEDY

4.5. Разработка и реализация адаптивной системы управления 141 процессом рассортировки волокон на базе DSP - процессора платформы SPEEDY

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Актуальность работы. Получение высококачественной пряжи для тканей, трикотажных изделий, швейных ниток и технических изделий для промышленности осуществляется по гребенной системе прядения, где важнейшим является гребнечесальный переход. От режимов гребнечесания зависят условия последующих технологических процессов прядения, экономичность производства пряжи и ее физико-механические свойства.

Увеличение производительности современных гребнечесальных машин тесно связано с повышением их скоростных режимов. Так на гребнечесальных машинах различных фирм «Текстима» (Германия), «Шлюмберже» (Франция), «Сант-Андреа Навара» (Италия) наиболее распространенных на отечественных камвольных предприятиях число циклов в минуту возросло от 150 до 250.

Но наряду с таким важным преимуществом машин последних моделей, как повышение выхода гребенной ленты за счет увеличения числа рабочих циклов, возникает задача - обеспечить протекание процесса гребнечесания с максимальной сохранностью волокон (особенно при чесании тонкой шерсти, где наиболее вероятен разрыв волокон) и поддерживать на требуемом уровне качественные показатели гребенной ленты. Это может быть достигнуто правильным выбором скоростного режима работы машины, зависящего от различных условий и входных параметров процесса.

Важной частью системы управления гребнечесальной машины является ее электропривод, который выполнен на базе трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АКЗ), то есть представляет асинхронный электропривод (АЭП).

Таким образом, в качестве объекта управления предполагается рассмотрение указанного электропривода, при управлении которым требуются наиболее эффективные алгоритмы управления, реализуемые на современной микропроцессорной технике.

Анализ современной технологии гребнечесания и используемого оборудования в гребенной системе прядения шерсти, показал, что для важнейшего на производстве перехода, отсутствуют современные методы прогнозирования и идентификации качественных и количественных характеристик получаемой гребенной ленты, а также компьютерные методы для гибкого управления технологическим процессом.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка адаптивной системы управления процессом формирования гребенной ленты на гребнечесальной машине «Текстима», осуществляющей программное управление и стабилизацию частоты вращения исполнительных органов машины, в зависимости от задающего воздействия. Данная система должна быть реализована на современных микропроцессорных устройствах и силовой элементной базе, и поддерживать частоту вращения на заданном уровне.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ особенностей технологического процесса чесания волокон на гребнечесальной машине периодического действия.

2. Провести построение модели исследуемой электромеханической системы в непрерывные моменты времени, расчет параметров этой модели.

3. Исследовать АКЗ в приводе гребнечесальной машины как объекта управления, построить математическую модель и провести моделирование данного объекта управления.

4. Разработать и исследовать замкнутую систему векторного управления АКЗ гребнечесальной машины.

5. Разработать и исследовать адаптивные алгоритмы управления скоростными параметрами исполнительных механизмов гребнечесальной машины при векторном управлении АЭП.

6. Провести моделирование разработанных адаптивных систем управления для оценки переходных характеристик, выполнить анализ характеристик.

7. Практическая реализация адаптивной системы управления и системы управления без адаптирующего контура скоростными параметрами с использованием современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

На защиту выносятся:

1. Уточненная математическая модель и результаты компьютерного моделирования АКЗ как объекта управления в приводе гребнечесальной машины.

2. Модель замкнутой системы векторного управления и результаты компьютерного моделирования АЭП отделительного механизма гребнечесальной машины как объекта управления.

3. Модель замкнутой системы векторного управления и результаты компьютерного моделирования скоростного процесса рассортировки волокон гребенным барабанчиком гребнечесальной машины.

4. Модель и результаты компьютерного моделирования адаптивного алгоритма управления скоростными параметрами гребенного барабанчика гребнечесальной машины при векторном управлении АЭП.

5. Модель, функциональная структура и результаты компьютерного моделирования адаптивной нейросетевой системы управления динамическими режимами работы отделительного механизма гребнечесальной машины с использование искусственной нейронной сети (ИНС), при векторном управлении АЭП.

6. Программная реализация алгоритмов управления исполнительными механизмами гребнечесальной машины, разработанных на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

Методика проведения исследования. В работе использована комплексная методика исследования, сочетающая методы математического моделирования и инструментальные средства. При построении моделей использованы методы теории электрических машин, теории автоматического управления, методы экспериментально-теоретического моделирования, компьютерной обработки информации, а также методы математической статистики и вычислительной математики с применением ЭВМ.

Расчеты параметров моделей, переходных характеристик и моделирование системы автоматического управления проводились в пакете прикладных программ MATL AB и его приложений Simulink, System Identification Toolbox, Fuzzy Logic Toolbox, Optimization Toolbox и Toolbox Neural Network/Fitting Tool.

Реализация алгоритмов системы управления скоростными процессами осуществлена с помощью платформы SPEED Y-33 компании National Instruments, включающая в себя цифровой сигнальный процессор VC33 Texas Instruments и порты сопряжения с объектом, а также программные средства разработки и визуализации для ЭВМ Lab VIEW и NI Lab VIEW DSP Module. В качестве исполнительного устройства для АКЗ выступал преобразователь частоты фирмы Schneider Electric (Франция).

Научная новизна. В результате выполнения диссертационной работы построены математические модели системы векторного управления исполнительными механизмами АЭП гребнечесальной машины в приложении Simulink и структурные схемы системы управления АЭП. Разработаны системы управления скоростными параметрами гребнечесальной машины с учетом адаптирующего контура регулятора, предложена параллельная архитектура нейронного управления при векторном управлении АЭП.

Проведена нейро-нечеткая идентификация скоростных нестационарных параметров отделительных цилиндров, построена нелинейная модель процесса по гибридной технологии адаптивной нейро-нечеткой системы заключений ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). Выполнен выбор динамического алгоритма обучения, и анализ устойчивости нейросетевой системы управления динамическими режимами работы отделительного механизма в дискретные моменты времени.

Выполнена программная реализация алгоритмов, разработанная на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов.

Достоверность результатов работы. Адекватность полученной модели асинхронного двигателя и системы управления АЭП подтверждена совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований, используя математическое моделирование и макетирование систем управления.

Практическая ценность. Использование разработанных систем автоматического управления электроприводом гребнечесальной машины позволит повысить качество чесания волокон, а также повысить КПД при пуске и повысить срок эксплуатации электропривода.

Разработанные в диссертационной работе методы управления могут найти широкое применение не только в различных отраслях текстильной промышленности, но и на других производствах. Полученные результаты могут быть использованы при создании и совершенствовании систем управления машин переменного тока.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку специалистов на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, в том числе на конференциях «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2009, ТЕКСТИЛЬ-2010), «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС-2010, ПРОГРЕСС-2011), «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности - 2010», «Современные информационные технологии в образовании, науке и промышленности» (2009, 2011), «Системный анализ и семиотическое моделирование» (SASM - 2011), «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (ИАМП-2010), «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments, 2010».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе 3 в журналах ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и общих выводов по работе, списка литературы из 153 наименований и 3 приложений. Работа иллюстрирована 75 рисунками и 3 таблицами.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя, которая используется при моделировании и построении замкнутой системы векторного управления АЭП гребнечесальной машины. Модель была реализована в среде компьютерного моделирования MATLAB.

2. Построена функциональная схема АЭП векторного управления скоростью нижнего отделительного цилиндра и гребенного барабанчика гребнечесальной машины как объекта управления. Приведена динамическая модель в среде компьютерного моделирования MATLAB. Выполнен синтез базовой структуры системы регулирования, параметров и алгоритмов работы регуляторов. Показанные результаты моделирования подтвердили преимущества векторного управления для АКЗ в приводе гребнечесальной машины.

3. Исследовано применение адаптивного алгоритма управления скоростными нестационарными параметрами при чесании волокон гребенным барабанчиком, в виду нелинейности в диапазоне цикла работы машины. Выполнена идентификация электромеханической системы скоростного режима работы гребенного барабанчика. Разработка системы основана на построении математической модели процесса и управления по этой модели. В качестве косвенного показателя выступает закон адаптации, где путь исследования устойчивости основан на прямом втором методе A.M. Ляпунова. Выполнен выбор настраиваемого звена контура адаптации. Представлены результаты моделирования системы, сделан анализ адаптивной системы с системой, где управляющее воздействие формируется линейным законом. Получены реакции систем на Random-возмущение. Выполнена оценка запаса устойчивости по фазе и амплитуде представленных систем автоматического управления. Приведенные результаты моделирования показали преимущества системы векторного управления АКЗ с адаптирующем контуром скорости.

4. Выполнена нейро-нечеткая идентификация скоростных параметров при движении цилиндров отделительного механизма гребнечесальной машины. В качестве предиктора нейронного эмулятора предложена гибридная технология адаптивного нейро-нечеткой вывода типа Сугено в виде пятислойной нейронной сети прямого распространения сигнала. Выполнено формирование АОТК - модели в среде МАТЪАВ. Получены обучающие и тестовые выборки данных идентификации. Построены кривые обучения А№Т8 - модели, найдено необходимое число выборок экспериментальных данных по среднеквадратичной ошибке. Приведенные результаты моделирования показали преимущества А№Т8-технологии, при котором основной задачей будет являться прогнозирование, оптимизация и анализ процесса, а также как «средство» получения априорной информации о процессе при построении адаптивного нейросетевого управления.

5. Разработана параллельная схема нейросетевого управления динамическими режимами работы отделительным механизмом гребнечесальной машины. Найдено достаточное число нейронов в скрытом слое ИНС. Обучение строится на алгоритме с использованием оценок прогноза ошибки обучения нейросети в структуре обобщенного настраиваемого объекта, что позволяет получить быстрые отклики системы. Ошибка обучения была найдена для восходящей конечной разности второго порядка уравнения системы. Был выполнен анализ устойчивости нейросетевой системы, с использованием классического метода функций Ляпунова. Получены реакции нейросетевой системы при моделировании ее в среде МАТЪАВ. Выделены ошибки обучения нейронной сети и быстродействие обучения сети от количества нейронов в скрытом слое. Полученные результаты моделирования показали высокие мультирежимные свойства системы, что гарантирует ей адекватно отражать работу системы управления и отклики объекта во всех режимах работы, при условии наличия соответствующих экспериментальных данных.

6. Выполнена программная реализация алгоритмов управления исполнительными механизмами гребнечесальной машины на языке О в среде графического программирования ЬаЬУ1Е\¥; система разработана на базе современных микропроцессорных программно-технических комплексов компании National Instruments. В качестве исполнительного устройства для АКЗ выступал преобразователь частоты фирмы Schneider Electric (Франция).

7. Разработанные алгоритмы для цифрового управления АКЗ являются компактными и позволяют управлять скоростью вращения механизмов гребнечесальной машины.

8. Разработанные методы, математические модели и программное обеспечение позволят повысить эффективность процесса гребнечесания и оптимизировать заправочные параметры гребнечесальной машины.

1. Анашкин A.C., Кадыров Э.Д., Харазов В.Г. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. СПб.: «П-2», 2004. - с. 368.

2. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB. СПб.: Наука, 2000.-с. 475.

3. Айфичер Эммануил С., Джервис Барри У. Цифровая обработка сигналов: практический подход, 2-е издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом Вильяме, 2004. - с. 992.

4. Андриевский Б.Р., Козлов Ю.М. Методы управления в условиях неопределенности. Учебное пособие. СПб.: ЛМИ, 1989. - с. 88.

5. Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств AlteraHDL. Практический курс. М.: ИП РадиоСофт, 2001. - с. 224.

6. Анучин A.C., Козаченко В.Ф. Архитектура и программирование DSP -микроконтроллеров TMS320X24XX для управления двигателями в среде CODE COMPOSER: Лабораторный практикум. М.: Из-во МЭИ, 2003. - с. 96.

7. Атанс М., Фабл П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.-е. 124.

8. Бавторин В.К., Бессонов A.C., Мошкин B.B. LabVIEW: Практикум по электронике и микропроцессорной технике. М.: ДМК Пресс, 2005. - с. 182.

9. Бадалов К.И., Жоховский В.В., Осьмин H.A. Прядение хлопка и других текстильных волокон. М.: Легпромбытиздат, 1988. - с. 342.

10. Баран Е.Д. LabVIEW FPGA. Реконфигурируемые измерительные и управляющие системы. М.: ДМК Пресс, 2009. - с. 448.

11. Батыршин И.З. Основные операции нечеткой логики и их обобщения. Казань: Отечество, 2001. - с. 100.

12. Бачурин В.В., Ваксенбург В.Я., Дьяконов В.П. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах: Справочник. М:: Радио и связь, 1994.-с. 280.

13. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. СПб.: Из-во Профессия, 2003. - с. 750.

14. Битус Е.И. Компьютерное моделирование и оптимизация процессов формирования гребенной ленты в шерстопрядении. М.: Информ - Знание, 2007. - с. 240.

15. Битус Е.И. Моделирование рассортировки волокон шерсти по длине при гребнечесании с учетом их разрыва. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, №6, 2002. с. 28-32.

16. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей: примеры использования. Рига: Зинатне, 1990. - с. 184.

17. Борисов В.В. Нечеткие модели и сети / Борисов В.В., Круглов В.В., Федулов A.C. М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - с. 284.

18. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. СПб.: Энергоатомиздат, 1984.-с. 215.

19. Болски М.И. Язык программирования Си. Справочник: Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1988. с. 96.

20. Большаков A.A., Каримов Р.Н. Методы обработки многомерных данных и временных рядов. Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия -Телеком, 2007. - с. 522.

21. Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана Бьюси. Пер. с нем. - М.: Наука, 1982.-с. 200.

22. Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П., Соломенцев Ю.М., Султан Заде Н.М., Схиртладзе А.Г. Теория автоматического управления. - М.: Высшая школа, 2000. - с. 268.

23. Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. M.: Наука, 1987. - с. 230.

24. Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Каратаев В.В., Материкин C.B. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе Lab VIEW 7 / Под ред. П.А. Бутырина. М.: ДМК Пресс, 2005. - с. 264.

25. Васильев В.И., Ильясов Б.Г. Интеллектуальные системы управления с использованием нечеткой логики. — Уфа: УГАТУ, 1995. с. 203.

26. Васильев В.И., Ильясов Б.Г., Валеев С.С., Жернаков C.B. Интеллектуальные системы управления с использованием нейронных сетей. — Уфа: УГАТУ, 1997. с. 265.

27. Вольдек А.И. Электрические машины. СПб.: Энергия, 1974. - с. 840.

28. Выставочные проспекты и технические паспорта технологического оборудования хлопкопрядильного производства.

29. Галушкин А.И. Нейрокомпьютеры и их применение на рубеже тысячелетий в Китае. В 2-х томах. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - с. 831.

30. Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний. — Минск: ДизайнПРО, 1995. с. 367.

31. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. Учебное пособие. СПб.: КОРОНА принт, 2001. - с. 320.

32. Герман-Галкин С.Г. MATLAB&Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. СПб.: КОРОНА-Век, 2008. - с. 368.

33. Гладков JI.A., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы / под ред. В.М. Курейчика. 2-е изд., исп. и доп. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2006. - с. 320.

34. Головко В.А. Нейроинтеллект: Теория и применение. Организация и обучение нейронных сетей с прямыми и обратными связями. Брест: Изд-во БПИ, 1999.-с. 264.

35. Горбань А.Н. Обучение нейронных сетей. — М.: СП Параграф, 1990. -с. 249.

36. Гроп Д. Методы идентификации систем. Пер. с англ. / Под ред. Е.И. Кринецкого. М.: Мир, 1979. - с. 304.

37. Дащенко А. Ф., Кириллов В. X., Коломиец JI. В., Оробей В. Ф. MATLAB в инженерных и научных расчетах. Одесса: Астропринт, 2003. - с. 214.

38. Деменков Н.П. Программные средства оптимизации настройки систем управления. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - с. 246.

39. Деревицкий Д.Н., Фрадков A.JI. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления. М.: Наука, 1981. - с. 216.

40. Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. - с. 128.

41. Джон фон Нейман. Теория самовоспроизводящихся автоматов. Пер. с англ.-М.: Мир, 1971.-е. 281.

42. Дж.К. Ньютон, Гулд JI.A., Дж.Ф. Кайзер. Теория линейных следящих систем. Аналитические методы расчета. Пер. с англ. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.-е. 405.

43. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления / Пер. с англ. Б.И. Копылова. М.: Юнимедиастайл, 2002. - с. 831.

44. Дудник А.И. Гребенное прядение шерсти. М.: Легкая индустрия, 1964. -с. 367.

45. Дьяконов В.П. MATLAB 6. Учебный курс. СПб.: Питер, 2001. - с.592.

46. Дьяконов В. SIMULINK 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.-е. 528.

47. Дьяконов В.П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - с. 800.

48. Дьяконов В.П. Круглов В.В. MATLAB 6.5/7.0/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2005. с. 405.

49. Дьяконов В.П., Круглов В.В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - с. 480.

50. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. Lab VIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде Lab VIEW. М.: ДМК Пресс, 2007. - с. 400.

51. Земляков С.Д., Рутковский В.Ю. Синтез алгоритмов изменения перестраиваемых коэффициентов в самонастраивающихся системах с эталонной моделью // Докл. АН СССР, 1967. Т. 174. №1. с. 47-49.

52. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Моделирование элементов аналоговых систем на Electronics Workbench и MATLAB. М.: Солон - Пресс, 2006. - с. 672.

53. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1987. - с. 200.

54. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - с. 288.

55. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980. - с. 360.

56. Кнышев Д.А., Кузелин М.О. ПЛИС фирмы «Xilinx»: описание структуры основных семейств. М.: ДОДЭКА - XXI. - с. 238.

57. Князь В.А., Желтов С.Ю., Визильтер Ю.В. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на Lab VIEW и IMAQ Vision. М.: ДМК Пресс, 2007. - с. 464.

58. Козярук А.Е., Рудаков В.В., Народицкий А.Г. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечения частотно-регулируемых электроприводов. СПб.: Электротехническая компания, 2004. - с. 127.

59. Колесников A.A. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994. - с. 344.

60. Комашинский В.И., Смирнов Д.А, Нейронные сети и их применение в системах управления и связи. М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - с. 94.

61. Контроль качества продукции прядения в текстильной промышленности с помощью автоматических измерительных приборов за рубежом. Шерстяная промышленность. №2. ЦНИИТЭИлегпром, 1986.

62. Копылова И.П., Клюкова Б.К. Справочник по электрическим машинам. Т. 1. М.: Энергоатомиздат, 1988. - с. 456.

63. Копылова И.П., Клюкова Б.К. Справочник по электрическим машинам. Т. 2. М.: Энергоатомиздат, 1989. - с. 688.

64. Куделько А.Р. Автоматизированный частотно-регулируемый электропривод с асинхронными двигателями. Владивосток: Издательство дальневосточного Университета, 1992.

65. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. -М.: Машиностроение, 1976. с. 184.

66. Ла-Салль Ж., Лефшец С. Исследование устойчивости прямым методом Ляпунова. Пер. с анг. М.: Мир, 1964. - с. 168.

67. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. Пер. с англ. / Под ред. Я.З. Цыпкина. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. - с. 432.

68. Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Книга 1. М.: Микроарт, 1996. - с. 144.

69. Микушин A.B. Занимательно о микроконтроллерах. СПб.: БХВ -Петербург, 2006. - с. 432.

70. Минский М., Пейперт С. Перцептроны. М.: Мир, 1971. - с. 262.

71. Мирошник И.В. Согласованное управление многоканальными системами. СПб.: Энергоатомиздат, 1990. - с. 128.

72. Митюшкин Ю.И., Мокин Б.И., Ротштейн А.П. Soft-Computing: идентификация закономерностей нечеткими базами знаний. Винница: УНИВЕРСУМ-Винница, 2002. - с. 145.

73. Музылев Л.Т., Яковлев И.К. Усовершенствование процесса гребнечесания шерсти. М.: Легкая индустрия, 1970.

74. Мэтьюз Дж.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование MATLAB. Пер. с англ. М.: Изд. Дом «Вильяме», 2001. - с. 720.

75. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители. Справочное пособие по применению. М.: Энергоиздат, 1982. - с. 127.

76. Основы математического моделирования. Учебное пособие. 2-е изд. / Под ред. А.Л. Фрадкова. СПб.: БГТУ, 1996. - с. 192.

77. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Радио и связь, 1981.-е. 286.

78. Панченко Т.В. Генетические алгоритмы: учебно-методическое пособие /под ред. Ю.Ю. Тарасевича. Астрахань: Астраханский университет, 2007.-е. 87.

79. Паспорт на гребнечесальную машину для шерсти Текстима 1603.1976.

80. Перельмутер В.М. Пакеты расширения MATLAB. Control System Toolbox и Robust Control Toolbox. M.: Солон-пресс, 2008. - с. 224.

81. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и инструменты. М.: СОЛОН - Пресс, 2003. - с. 256.

82. Петров Б.Н., Рутковский В.Ю., Крутова И.Н., Земляков С.Д. Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления. М.: машиностроение, 1972. - с. 260.

83. Потемкин В.Г. Система MATLAB. Справочное пособие. -М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 1997. с. 350.

84. Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики: Перцептрон и теория механизмов мозга. М.: Мир, 1965. - с. 480.

85. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети / А.П. Ротштейн. -Винница: УНИВЕРСУМ-Винница, 1999. с. 320.

86. Руш Н., Абетс Н., Лалуа Н. Прямой метод Ляпунова в теории устойчивости. М.: Мир, 1980. - с. 300.

87. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов в текстильной промышленности. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2007. с.

88. Севостьянов А.Г. Некоторые вопросы теории гребнечесания. Диссертация. М.: МТИ, 1939. - с.

89. Севостьянов А.Г. Исследование неровноты при смешивании текстильных волокон и при вытягивании продуктов прядения. Диссертация. МТИ. 1960.-с.

90. Семенов Б.Ю. Микроконтроллеры М8Р430. Первое знакомство. М.: СОЛОН - Пресс, 2006. - с. 128.

91. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: СОЛОН - Р, 2001. - с. 327.

92. Семенов Б.Ю. Силовая электроника от простого к сложному. М.: СОЛОН - Пресс, 2005. - с. 416.

93. Сигеру Омату, Марзуки Халид, Рубия Юсоф. Нейроуправление и его приложения. Пер. с англ. Н.В. Батина. М,: ИПРЖР, 2000. - с. 272.

94. Современные семейства ПЛИС фирмы ХШпх: справ, пособие / М.О. Кузелин, Д.А. Кнышев, В.Ю. Зотов. 2004. - с. 440.

95. Соколов Н.И., Рутковский В.Ю., Судзиловский Н.Б. Адаптивные системы автоматического управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1988.-е. 208.

96. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы. Пер. с англ. М.: Мир, 1988.-е. 583.

97. Соловьев А.Н, Кирюхин С.М. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1974. с. 248.

98. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев A.B. Теория автоматического управления техническими системами. М.: Издательство МГТУ, 1993.-е. 492.

99. Солодовников В.В., Филимонов Н.Б. Динамическое качество систем автоматического управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Баумана, 1987. с. 84.

100. Солонина А.И., Улихович Д.А., Арбузов С.М., Соловьева Е.Б. Основы цифровой обработки сигналов. Курс лекций. СПб.: БХВ - Петербург, 2005.-е. 768.

101. Солонина А.И., Улихович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессы цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - с. 464.

102. Суранов А.Я. Lab VIEW 8.20: Справочник по функциям. М.: ДМК Пресс, 2007. - с. 536.

103. Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. Нейросетевые системы управления. М.: Высш. шк., 2002. - с. 183.

104. Терехов В.М., Осипов О.И. Система управления электроприводов. -М.: Академия, 2005. с. 301.

105. Тимофеев A.B. Построение адаптивных систем управления программным движением. СПб.: Энергия, 1980. - с. 88.

106. Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR микроконтроллеров.: Пер. с нем. - К.: МК - Пресс, 2006. - с. 208.

107. Тревис Джеффри. Lab VIEW для всех / пер. с англ. H.A. Клушина, под ред. В.В. Шаркова, В.А. Гурьева. М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. -с. 544.

108. Угрюмов Е.И. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. - с. 528.

109. Усков A.A., Кузьмин A.B. Интеллектуальные технологии управления. Искусственные нейронные сети и нечеткая логика. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - с. 143.

110. Федосов В.П., Нестеренко А.К. Цифровая обработка сигналов в Lab VIEW. M.: ДМК Пресс, 2007. - с. 472.

111. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связь. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - с. 616.

112. Фомин В.Н., Фрадков А.Л., Якубович В.А. Адаптивное управление динамическими объектами. М.: Наука, 1981. - с. 448.

113. Фрадков А.Л. Адаптивное управление в сложных системах. М.: Наука, 1980.-с. 292.

114. Функциональные устройства на микросхемах. Под ред. В.З. Найдерова. М.: Радио и связь, 1985. - с. 198.

115. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Пер. с англ. М.: Мир, 1998.-с. 118.

116. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. -М.: Энергия, 1968. с. 400.

117. Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. К.: МК - Пресс, 2006. - с. 400.

118. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - с. 288.

119. Штовба С.Д. Идентификация нелинейных зависимостей с помощью нечеткого логического вывода в системе MATLAB // Exponenta Pro: Математика в приложениях. 2003. - №2. - с. 9-15.

120. Шульце К.-П., Реберг К.-Ю. Инженерный анализ адаптивных систем. Пер. с нем. М.: Мир, 1992. - с. 280.

121. Abraham A. Neuro-Fuzzy Systems: State-of-the-Art Modeling Techniques / A. Abraham // Connectionist Models of Neurons, Learning Processes,and Artificial Intelligence / Eds. : J. Mira and A. Prieto. Granada : Springer-Verlag, 2001.-c. 269-276.

122. Getting Started with LabVIEW. National Instruments Corp., 2007.

123. Kazuo Tanaka and Hua O. Wang. Fuzzy Control Systems Design And Analysis: A Linear Matrix Inequality Approach.: John Wiley & Sons, 2001.

124. К Series Intelligent DAQ Frequently Asked Questions (FAQ) // http ://zone .ni. com/de vzone/cda/tut/p/id/2 883.128. LabVIEW Help.

125. LabVIEW Fundamentals. National Instruments Corp., 2007.

126. LabVIEW Digital Filter Design Toolkit User Manual. National Instruments Corp., 2005.

127. MATLAB Simulink&Toolboxes. The Mathworks, Inc.

128. NI CompactRIO Control and Acquisition System // http://www.ni.com/compactrio/whatis.htm.

129. NI LabVIEW: History and Awards // http://www.ni.com/labliew/presskitawards.htm.

130. Virtual Instrumentation // http://zone.ni.eom/devzone/cda/tut/p/id/4752.

131. Fuzzy Logic Toolbox. User's Guide, Version 2.1 The Mathworks, Inc.,2001.

132. Ганявин В.А., Макаров А.А., Битус Е.И. Разработка SIMULINK-модели системы управления процессом отделения волокон при гребнечесании шерсти. // Химические волокна. 2009. №3. - С. 50-53.

133. Макаров А.А., Червяков А.В., Ганявин В.А. Расчет вектора настроек оптимального регулятора и моделирование электромеханической системы универсальной раскройной машины. // Текстильная промышленность. Научный альманах. 2010. №3. - С. 19-21.

134. Макаров A.A., Битус Е.И., Ганявин В.А. Оценка эффективности адаптивного алгоритма управления параметрами при чесании волокон гребенным барабанчиком. // Электронное научное издание. Технологии XXI века в текстильной промышленности. 2011. №5.

135. Технические данные асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ЬС21Я112М4 64, 65. представлены в таблице 1.