179363. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fonalak periodikus keresztmetszet-ingadozásait jellemző jelek kiértékelére
3 179363 4 megengedett mértékűek, egy vezérlőjelet kell előállítani, amely beavatkozik a fonási folyamatba. Ebből a feladatkitűzésből következik, hogy mindegyik fonóhelyet egy ilyen ellenőrző csatornával kell ellátni, amelyek száma tehát meglehetősen nagy, és a felszerelés ennek megfelelően drága. Az első egyszerűsítés azzal érhető el, hogy a keletkező fonaljelek amplitúdóját nem folyamatosan, hanem időben egymás után tapogatjuk le. Ezáltal a kiértékelő berendezés egy lényeges része egyetlen példányban egyesíthető, és a hibajelentések a hibát okozó fonóhelyekben hozzárendelhetők. Több jelnek ez az összefoglalása a feldolgozáshoz egy központban történik, egy önmagában ismert multiplexer segítségével. Az összes fonóhely ellenőrzésére vonatkozó követelmény teljesítését elősegíti a modern félvezető technika, amely integrált áramköröket és mikroszámítógépeket bocsát rendelkezésre, amelyek kis helyigényük ellenére biztosítják komplex jelfeldolgozási feladatok megoldását. A fonaljelben fellépő egyenetlenség periódusának meghatározásához lényeges, hogy általában a legjellemzőbb periódusok, kb. egyenlőek a fonóaggregát rotorkerületével. Ehhez még rövidebb periódusok is társulnak. Mivel a hosszúság függvényében vett fonalkeresztmetszet villamos jel időfüggvényeként képezzük le, az ebben a jelben meglevő periodikus összetevők a fonal-sebességtől függenek. Ezért előnyös, ha a berendezés által átfogható periódushosszúsággal szemben nem vezetünk be semmiféle korlátozást. Ezért nem jönnek számításba azok a megoldások, amelyek állandóra behangolt szűrőket alkalmaznak. Egy lehetséges, és költséges megoldásnál a fonaljel Fourier spektrumát számítják, hogy ezzel kimutassák periodikus keresztmetszeti ingadozások jelenlétét. Ennek a függvénynek a számítása még a Cooley és Tokey féle „gyors Fourier transzformáció” algoritmusa szerint is hosszadalmas, a számítási idő percekig tart és ezért ez a megoldás sem vehető számításba. A találmány ezeken a megfontolásokon alapszik, és tárgya berendezés fonalak legalább közelítően periodikus keresztmetszet-ingadozásait jellemző jelek kiértékelésére. A berendezés detektorokat tartalmaz, amelyek kimenetei egy multiplexer bemenetelre csatlakoznak, amelynek kimenete egy analóg-digitál átalakítón át egy mikroszámítógép bemenetével van összekötve, továbbá a mikroszámítógép egy különbségképző fokozatot tartalmaz, amelynek egyik bemenete közvetlenül, a másik bemenete egy késleltető fokozaton át a mikroszámítógép bemenetével, kimenete pedig egy integrátoron vagy összegezőn egy maximum-minimum keresőn, egy hányadosképzőn és egy komparátoron át a mikroszámítógép kimenetével van összekötve, amely egy demultiplexer bemenetére csatlakozik. A találmány szerinti berendezés előnyösen úgy alkalmazható, hogy különböző fonási helyekről származó fonaljeleket egy multiplexerre adunk, és időben egymás után következő részjelekké alakítjuk át, továbbá a kapcsolóeszközök által leadott vezérlő jeleket egy demultiplexeren át a megfelelő fonóhelyekhez hozzárendeljük. Előnyös továbbá, ha a fonaljelet egy szabályozó erősítőn vezetjük át, és ezzel a különböző tex-értékek (fonalszámok) következtében különböző amplitúdójú fonaljeleket egy egységes szintre szabályozzuk. A mikroszámítógép lehetővé teszi a találmány szerinti berendezés oly módon történő előnyös kialakítását, hogy mind a matematikai műveletek, a hibajelek és a referenciaértékek összehasonlítása, mind a vezérlő jelek kiadása az említett kritériumok alapján egy és ugyanazon egységben hajtható végre. A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példa és rajzok alapján részletesebben ismertetjük. A rajzokon az 1. ábra egy sztochatikus jel autokorrelációs függvénye, a 2. ábra periodikus összetevővel rendelkező sztochatikus jel autokorrelációs függvénye, a 3. ábra egy nem késleltetett és egy késleltetett fonaljel diagramja a 4. ábra a r időkülönbség függvényében előállított mennyiségek diagramja, az 5. ábra egy eredeti és a Tj idővel késleltetett fonaljel diagramjai az idő függvényében, a 6. ábra egy eredeti és egy rp idővel késleltetett fonaljel diagramjai az idő függvényében, a 7. ábra a Q(r) függvény diagramjai és a 8. ábra egy találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata. A kitűzött feladat megoldására kedvező alkalmazási feltételeket biztosít az autokorrelációs függvény (AKF). Egy x(t) jelre ezt a következőképpen definiáljuk: T R(t) = 1/T / x(t) x(t-T>dt (1. és 2. ábra) (1) 0 Az 1. ábrán az autokorrelációs függvényt egy tisztán sztochatikus függvényre, a 2. ábrán pedig szuperponált periodikus összetevőkkel (periódusidő rp) rendelkező sztochatikus függvényre ábrázoltuk. Ennek a függvénynek a diszkrét számításához az integrált a következő összeggel helyettesítjük. R(r) -1/N2 x(kAt) x(kAt-r) (2) k=I A jelnek ehhez kvantált x(kAt) mintavételi értékek alakjában kell jelenlenni. A r eltolást egyenlő diszkrét intervallumokban növeljük. r = 0, ’At, 2At,. . . mAt Ennek a függvénynek a számítása mikroszámítógép segítségével N = 1000 mintavételi értékre és m = 50 időintervallumlépésre kb. 45 másodpercig tart. A fonaljel folyamatos kiértékeléséhez a termelési folyamatban ez az időszükséglet még mindig túlságosan nagy. Ezt elsősorban a (2) képlet szerinti szorzás okozza. Mindegyik r értékre ugyanis ezt a műveletet N-szer kell végrehajtani, összesen tehát 5 10 15 20 25 30 35 40 1. 45 50 55 60 65 2
