纺织丝线张力信号实时消噪技术的研究.pdfVIP

214 陈祥林等：纺织丝线张力信号实时消噪技术的研究 第 1期 号进行实时处理的缺陷，且滤波效果和传统小波滤波效果相当。 实现小波变换的步骤为：分解、预测和更新。其逆变换相应为：反 2实时张力监控系统设计 更新、反预测与合并。提升框架的分解与重构变换 ，如图2所示。 提升框架把一个离散序列分解为偶数序列和奇数序列，用偶 根据丝线的加工工艺，在丝线加工过程中要对加热器的温 数序列去预测奇数序列，经过有限步的预测与更新 ，最后的偶数 度、各罗拉的转速、丝线的假捻张力以及丝线的卷绕张力进行检 序列为尺度系数，奇数序列为小波系数，尺度系数和小波系数经 测与控制。将温度传感器、速度传感器和张力传感器采集到的以 过有限步的反预测与反更新，然后合并奇偶序列得到重构信号。 上各参量信号传送至各控制单元，控制单元一方面把各个参量与 反之，用奇数序列去预测偶数序列也是可行的。 事先设定好的值进行比较，如果有偏差则立即通过相应的控制算 法进行调整 ，使各个参量达到设定值 ；另一方面通过串行通信把 4消噪算法实现 各个参量传送至PC机，在PC机上对各参量进行显示 、存储等工 4．1消噪算法 作。同时，可以通过Pc机对各种参量的设定值进行修改与保存， 小波变换的消噪算法是通过对信号小波变换把信号分解为 以满足不同加工工艺的要求，实现柔性化生产，其系统结构框图， 尺度系数和小波系数。尺度系数包含的主要是原始信号的信息，而 如图1所示。主要研究对丝线张力这一参量进行监控。 小波系数包含的主要是噪声信号的信息。通过对小波系数进行阈 值量化处理，再根据量化处理后的小波系数与尺度系数重构信号 就得到了消噪后的信号。因此，提升框架的消噪算法可以描述为： (1)分裂。将信号划分为两个集合，通常按下标的奇偶性划分 为 和札两部分。即：[n] [2n]，x．[2n一1] 控制单元 (2)预测。根据信号的相关生『可以由偶数序列 来预测奇数 速度控制单元 温度控制单元 序列 用预测算子P来产生小波系数d。预测过程表达式为： l速度—传—感器】 ；i I温度传感器J dlnj 。lnJ一尸(lnJ) ； — —弋 (3)更新。用小波系数d来修正偶数序列的点，使其保持原始 匡匡盘壹]]__压压‘‘壶闺圃 j咂咂盘堕 鲴 信号的一些特 。更新算子为U，更新过程表达式为： 图 1系统结构 图 c [凡]= []+f／(d[n]) 3小波变换与提升框架 (4)去噪。对小波系数d进行阈值量化处理。本文采用基于硬 小波变换常被称为一代小波变换，它是通过对信号进行小波 阈值的阈值参数c的自适应选取算法。由于实际信号的方差未 变换，把信号的特性分配到各个不同尺度的小波分解系数上，再对 知，在此通过信号的小波系数d来估计信号方差。即： 小波系数进行分析与处理就可以对信号进行压缩、降噪等处理。 (Id1) Mallat算法是进行小波变换的快速算法，但Mallat算法是针对信号 式中：—信号方差；一中值函