Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Фирсов Андрей Валентинович. Теоретические и прикладные аспекты разработки автоматизированных систем управления проектированием тканых полотен : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.06, 05.19.02 / Фирсов Андрей Валентинович; [Место защиты: Моск. гос. текст. ун-т им. А.Н. Косыгина].- Москва, 2007.- 351 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/734

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ НАУЧНЫХ РАБОТ

ПО АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ТКАНЫХ ПОЛОТЕН 13

1.1. Литературный обзор работ по автоматизации проектирования тканых полотен 13

1.2. Анализ электронных систем управления электромеханическими системами 50

1.3. Определение цели и постановка основных задач разработки автоматизированных систем управления проектированием тканых полотен 57

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МНОГОВАРИАНТНОГО ПОДХОДА К РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ СТРОЕНИЯ ТКАНЕЙ 59

2.1. Анализ основных методов проектирования тканей и систематизация параметров и формул расчета 59

2.2. Математические и алгоритмические основы выбора схемы расчета параметров строения ткани 73

2.3. Выводы

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ И ЗАПРАВОЧНЫХ РИСУНКОВ ТКАНЕЙ 88

3.1. Математические и алгоритмические методы построения переплетений тканей 88

3.2. Компьютерное проектирование неправильных сатинов и смещенных сарж 93

3.3. Математические модели и алгоритмы конструктивного перечисления ткацких переплетений для реализации цветных ткацких узоров 102

3.4. Необходимое и достаточное условия существования однослойного ткацкого переплетения 112

3.5. Оценка технологичности переплетений по их количественным характеристикам 119

3.6. Эвристические методы корректировки рассчитываемых ткацких переплетений 128

3.7. Универсальный алгоритм проектирования переплетений многослойных тканей 147

3.8. Алгоритмы построения элементов заправочного рисунка 157

3.9. Методика выбора рационального заправочного рисунка для выработки заданного цветного узора 164

3.10. Исследование возможностей рационального выбора ткацких переплетений для реализации цветных узоров, разработанных на базе орнаментально-пространственных структур 172

3.11. Выводы 177

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТКАНЫХ ПОЛОТЕН 180

4.1. Визуализация тканых структур в процессе проектирования 180

4.2. Построение пространственной модели ткани 193

4.3. Выводы 204

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И СРЕДСТВ ИХ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ТКАЦКОГО СТАНКА 206

5.1. Разработка алгоритмов формирования программы для

управления электронной ремизоподъемной кареткой КРУ 20МПЭ в среде АРМ дессинатора 206

5.2. Программная реализация процедуры управления механизмом смены цвета четырехцветного ткацкого станка СТБ 214

5.3. Выводы 234

ГЛАВА 6. ТИПОВАЯ СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЕМ ТКАНЫХ ПОЛОТЕН 236

6.1. Разработка автоматизированных методов управления пректированием тканых полотен 236

6.2. Типовая структура автоматизированной системы управления проектированием тканых полотен 244

6.3. Выводы 250

ГЛАВА 7. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТКАНЕЙ 252

7.1. Программная реализация разработанной системы проектирования тканей 252

7.2. Экспериментальное исследование работоспособности автоматизированной системы проектирования при расчете параметров строения существующих и новых образцов тканей 268

7.3. Анализ параметров строения ткани в среде автоматизированной системы проектирования 282

7.4. Выводы 290

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 293

ЛИТЕРАТУРА 297

ПРИЛОЖЕНИЯ 3  

Введение к работе:

В настоящее время для выживания в рыночных условиях текстильному предприятию приходится использовать различные способы повышения конкурентоспособности своей продукции [131]. Одним из таких способов является постоянная, иногда оперативная смена ассортимента. Проектирование нового ассортимента - сложная процедура, в которой учитывается большое количество параметров, не только выражаемых в количественных величинах, но и учитывающих такие понятия как мода, стиль, реализуемость и др.

Невозможно в современных условиях разрабатывать новые ткани, не используя вычислительную технику. Она действительно используется на самых разных этапах проектирования тканей в виде отдельных задач или целых систем проектирования тканей.

Таким образом, проблема управления проектированием текстильных полотен является актуальной и требует разработки принципиально новых научных подходов к созданию таких компьютерных систем, которые базируются на современных методах автоматизации проектирования текстильных материалов и изделий и новейших технологиях их производства и тем самым обеспечивают конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является разработка теоретических положений и практических рекомендаций в области внедрения современных информационных технологий в процесс создания новых компьютерных систем, которые представляют собой комплекс научно-обоснованных технических решений проблемы автоматизации проектирования тканых полотен.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

- анализ, систематизация и классификация существующих методов проектирования рисунков переплетений и тканей;

- систематизация методов и алгоритмов расчета параметров строения тканей;

- исследование и разработка методов, моделей и алгоритмов двумерной и пространственной компьютерной визуализации тканых полотен;

- разработка объектной модели проектирования тканей и метода формирования автоматизированных систем проектирования тканей на ее основе;

- разработка алгоритмов формирования систем проектирования тканей и построение на их основе универсальной оболочки и интерфейса, обеспечивающих мультивариантность этих систем;

- разработка принципов построения и обобщенной структуры для типовых систем проектирования тканей с использованием модульного подхода;

На защиту выносятся теоретические положения и результаты практической реализации перспективного направления автоматизации проектирования тканых полотен. Автор защищает:

- Теоретические основы и результаты исследования алгоритмов

проектирования тканей; - Объектную модель и метод формирования систем проектирования тканей;

- Результаты компьютерных экспериментов по исследованию количественных характеристик проектируемых переплетений и тканых полотен;

- Методы, модели и алгоритмы двумерной и пространственной компьютерной визуализации тканых полотен;

- Результаты экспериментальных исследований моделей и алгоритмов визуализации тканых полотен;

- Принципы построения и обобщенную структуру, используемые для построения типовых систем проектирования тканей;

- Принципы построения универсальной оболочки и интерфейса, а также алгоритмы формирования систем проектирования тканей, обеспечивающие мультивариантность этих систем.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались современные математические методы теории систем, теории принятия решений, теории множеств, теории графов, компьютерной графики, имитационного моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Создан новый метод автоматизированного управления процессом разработки систем проектирования тканых полотен; - Разработаны методы и алгоритмы корректировки генерируемых переплетений тканей и заправочных рисунков переплетений тканей с учетом технологических ограничений;

- Предложена методика, которая обеспечивает выбор наиболее рациональных вариантов из всего множества возможных сочетаний переплетений, проборок основы в ремиз, раппортов цвета по основе и утку, реализующих выработку заданного цветного узора без искажений или с минимальными искажениями;

- Поставлена и решена задача разработки алгоритма построения рациональных заправочных рисунков по заданным цветным узорам с учетом назначения ткани и технологических возможностей ткацкого оборудования;

- Разработана методика и алгоритм проектирования полуторас-лойных и двухслойных тканей для гобеленов и тканей одеяльного ассортимента;

- Предложены критерии отбора технологичных ткацких переплетений в процессе их автоматического расчета;

- Сформулированы необходимые и достаточные условия существования однослойного ткацкого переплетения;

- Исследована математическая модель цветного ткацкого узора (граф структуры цветного узора) для выбора рациональных и технологически реализуемых переплетений;

- Разработаны теоретические основы визуализации тканых структур на плоскости и в пространстве, разработана процедура визуализации тканого узора, которая позволяет оценить основные особенности его внешнего вида без выработки на станке образца проектируемой ткани;

- Выявлены связи проектируемых структур тканей и выбранных схем проектирования;

- Созданы алгоритмы и программное обеспечение для автоматического управления электронной ремизоподъемной кареткой КРУ-20МПЭ и 4-х цветного уточного механизма ткацкого станка СТБ;

- Разработана методика построения рациональных систем проектирования тканей;

- Предложена универсальная структура автоматизированной системы проектирования тканых полотен;

- Исследованы функциональные зависимости параметров строения ткани от значений входных параметров проектирования, и на основе этих зависимостей разработаны методические рекомендации по выбору значений этих входных параметров;

- Разработаны алгоритмы для компьютерного моделирования процесса расчета параметров строения ткани в зависимости от набора входных данных.

Практическая значимость работы заключается в:

- разработке автоматизированной системы управления, обеспечивающей рациональный выбор схем проектирования тканей для практической реализации;

- выработке рекомендаций по выбору методик проектирования тканых структур; - выработке рекомендаций по выбору параметров и способов визуализации проектируемых тканей;

- разработке и апробации комплекса программ, реализующего предложенные методики и алгоритмы;

- разработке алгоритмов и программ для управления электронной ремизоподъемной кареткой КРУ-20МПЭ и 4-х цветного уточного механизма ткацкого станка СТБ, которой была оснащена партия ткацких станков, что позволило расширить ассортимент выпускаемых тканей, сократить время на их проектирование и перезаправку при смене ассортимента.

Реализация результатов работы.

Разработанные программы включены в состав программного обеспечения САПР кареточных тканей "Логитрон 1002.СМ", в состав АРМ дессина-тора для проектирования управляющих программ для ремизоподъемной каретки КРУ-20МПЭ, эффективность использования которых подтверждается прилагаемыми актами и документами.

Разработанные программы успешно используются в составе АРМ дес-синатора для проектирования кареточных тканей в курсовом и дипломном проектировании на кафедре ткачества МГТУ им. А.Н.Косыгина, а также переданы в Ивановскую государственную текстильную академию на кафедру ткачества для использования в учебном процессе. Отдельные результаты работы использованы при подготовке учебных курсов на кафедре ИТ и ВТ «Компьютерная графика», «Автоматизированные методы проектирования текстильных изделий». Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на международных и всероссийских научно-технических конференциях: ТЕКСТИЛЬ - (Москва, 1995, 1996, 1998, 2001 - 2006 гг., МГТУ им. А.Н. Косыгина), ИНФОТЕКСТИЛЬ - (Москва, 2004 г., МГТУ им. А.Н. Косыгина), ПРОГРЕСС - (Иваново, 1987, 2004 гг., ИГТА), ПИКТЕЛ - (Иваново, 2003 г., ИГТА), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ им. А.Н. Косыгина, на семинаре по информационным технологиям.

Публикации. Основные результаты работы отражены в 50 печатных работах, в том числе 6 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 236 наименований, и приложений на 27 страницах. Её основная часть изложена на 324 страницах, содержит 32 рисунка, 7 таблиц. Общий объём диссертации 351 страница. 

Подобные работы
Страшнов, Андрей Юрьевич
Разработка автоматизированной системы принятия решения для проектирования тканей, вырабатываемых на станках с электронным управлением
Кузнецов Александр Валерьевич
Разработка системы диагностики ДВС на основе нечеткой логики
Бородин Евгений Владимирович
Повышение эффективности технологии разработки системы управления административными процессами режима "одного окна"
Кузнецов Михаил Владимирович
Разработка системы эффективного управления поиском согласованного положения деталей для роботизированных сборочных устройств на основе нечеткой логики
Куделин Александр Руфович
Исследование и разработка системы оптимального управления межклетевым охлаждением на широкополосных станах
Христенко Дмитрий Викторович
Разработка системы административного управления корпоративной информационно-вычислительной сети
Щелоков Михаил Евгеньевич
Разработка системы управления процессом литья с коррекцией технологических параметров на этапах заполнения формы и наложения давления на кристаллизующийся металл
Козак Николай Владимирович
Повышение эффективности процесса разработки систем управления промышленной электроавтоматикой на основе интеграции внешних программных компонентов
Андриевский Александр Леонидович
Разработка системы контроля движения нефтепродуктов нефтехимического предприятия (На примере Ангарской Нефтехимической Компании)
Белухин Виктор Анатольевич
Исследование и разработка систем весового дозирования мясного сырья для приготовления колбасного фарша и паштетной массы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net