电脑针织横机机头改进与故障诊断的研究

摘要

本论文主要研究了电脑针织横机机头改进与故障诊断，针对电脑针织横机在生产编织过程中存在的问题，采用短距离无线通信技术，在保证电脑针织横机控制器到横机机头的数据传输速率和数据传输可靠性的前提下，从系统方案设计和无线链路可靠性算法等方面，进行了研究；并根据生产编织的实际需求，研究并设计了基于模糊数学和节约覆盖集理论模型的电脑针织横机故障诊断专家系统。 本文分析了电脑针织横机的工作原理和控制结构，并针对当前电脑针织横机机头有绳数据电缆容易损坏带来数据传输不稳定，难于检修等问题，采用短距离无线通信技术(蓝牙技术)来代替有线电缆的连接。根据电脑针织横机的数据传输性能要求—数据量大和可靠性，采用了硬件接口技术，设计了电脑针织横机无绳机头系统方案；采用无线链路跳频调度算法来提高电脑针织横机控制器与横机机头之间无绳数据传输的可靠性。在数据无线传输可靠性的研究中，引入了LSH(link-state-history)算法，用Markov信道模型对该算法进行了深入的研究，并确定了将该算法应用于电脑针织横机的具体LSH算法阈值大小，克服了由于假设LSH算法阈值而导致的算法失效性。该研究可以使得电脑针织横机无绳机头的数据无线传输的可靠性大为提高。 针对电脑针织横机编织过程中故障诊断的实际需求，研究设计了电脑针织横机故障诊断专家系统。采用“故障现象-故障原因”推理机制，研究设计了电脑针织横机故障诊断系统的知识库，分析了基本规则和复合规则及其在知识库中的表达形式。在推理机制的研究中，分析了故障诊断问题的数学模型，基于此模型，将诊断问题用集合论形式定义为四元组，根据覆盖集理论及其节约原则，研究了电脑针织横机故障诊断问题的解(故障原因集合)来满足某种节约原则的已知故障现象集合的覆盖集理论。并采用最大似然值原则求出故障原因集合的最佳解。为了提高故障诊断的精度，本论文又引入模糊数学思想，将模糊度和可信度引入节约覆盖集理论中，并对诊断问题作了五元组的重新定义。在此五元组的基础上研究了改进型概率模型算法，使得电脑针织横机的故障诊断正确率大大提高。本论文研究开发的基于模糊数学和节约覆盖集理论模型的电脑针织横机故障诊断专家系统，既是对电脑针织横机传统故障诊断改革的大胆尝试，也对提高电脑针织横机编织效率、促进我国电脑针织横机广泛应用，起到了一定的推动作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1电脑针织横机国内外现状

1.2课题研究背景

1.3课题研究内容及安排

第二章电脑针织横机结构原理及改进

2.1电脑针织横机的结构原理

2.1.1电脑针织横机的主要结构

2.1.2电脑针织横机的控制结构

2.1.3电脑针织横机机头数据信息分析

2.2电脑针织横机有绳机头的改进意向

2.3短距离无线通信技术分析及蓝牙技术

2.3.1短距离无线通信技术分析

2.3.2蓝牙技术协议

2.4小结

第三章电脑针织横机机头改进方案研究与设计

3.1电脑针织横机无绳机头蓝牙模块

3.1.1蓝牙芯片ROK101007选取与简介

3.1.2 CY7C68013芯片的选取与简介

3.2电脑针织横机无绳机头硬件方案设计

3.2.1 ROK101007与CY7C68013接口设计

3.2.2电源匹配电路设计

3.2.3微控制器CY7C68013存储器扩展硬件设计

3.2.4微控制器CY7C68013扩展电路的时序分析

3.2.5无绳横机机头控制模块硬件设计

3.3电脑针织横机无绳机头通信系统原理及软件设计

3.3.1主机控制器接口及HCI分组介绍

3.3.2电脑针织横机无绳机头系统的软件设计

3.3.3 CY7C68013初始化程序

3.3.4 CY7C68013的USB接口中断程序设计

3.3.5横机机头关键控制模块软件设计

3.4小结

第四章电脑针织横机无绳机头通信模块数据传输的可靠性研究

4.1蓝牙跳频技术

4.1.1蓝牙选频方案

4.1.2蓝牙跳频内核

4.2 LSH算法分析

4.3建立电脑针织横机蓝牙无线传输模块链路跳频调度模型

4.4基于Markov过程的LSH算法的阈值研究

4.4.1机头蓝牙无线传输模块信道模型建立及算法理论分析

4.4.2加入确定阈值的LSH算法C语言仿真

4.4.3仿真结果及分析

4.5小结

第五章电脑针织横机故障诊断专家系统的研究与设计

5.1专家系统原理及组成

5.1.1专家系统原理

5.1.2专家系统的组成

5.2电脑横机故障诊断专家系统总体结构

5.3电脑针织横机故障诊断系统知识库设计

5.3.1电脑针织横机故障诊断知识的获取方式

5.3.2电脑针织横机故障诊断知识库的设计

5.4基于模糊数学的推理机制

5.4.1电脑针织横机故障诊断问题的数学模型

5.4.2覆盖集理论及其节约原则在故障诊断中的应用

5.4.3基于模糊数学和节约覆盖集理论的改进型概率模型

5.5电脑针织横机故障诊断专家系统软件功能模块设计

5.6小结

第六章总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表论文(专利)目录

攻读硕士学位期间参加的科研项目和学术年会

攻读硕士学位期间参加的学科竞赛

致谢