基于小波理论的条干检测技术及其算法研究

条干均匀度是分析纱条随机不匀和周期不匀的主要方法，是评判成品和半成品纱线质量的主要依据，也是对各道生产工序实现机械故障诊断的主要手段。本项目以条干均匀度的检测为应用背景，研究和探讨小波理论以及在频谱分析和应用中存在的问题和解决方法，并深入研究向量小波的性质及其构造，针对实际问题探索满足特定要求的向量小波的构造与实现方法，并通过理论结合实验的方法设计适当的向量小波预处理方案。向量小波能够同时拥有实的对称性、正交性、紧支性和高阶消失矩等性质，这些性质正是纱线条干均匀度指标的检测所需要的。本项目将利用小波理论建立纱线条干均匀度指标的计算模型，将波谱图、长度变异曲线和纱线疵点的检测与分类统一起来，并设计相应的小波分解算法，使之能够达到条干指标对频率分辨率的要求，并能够最大限度地节省软件计算资源，改善计算精度，并提高计算速度。本项目可进一步拓展小波理论的研究内容，并具有广阔的应用前景。

建立了在纤维无任何缺陷、机器状态良好和工艺参数合理的条件下所生产的理想纱条的数学模型，并实现了纤维长度服从不同分布的理想纱条的信号仿真，利用这种仿真信号可以对现有测试仪器和新方法的精度进行分析与评估。推导出了利用小波变换计算理想纱条波谱图和长度变异曲线的解析表达式以及两者之间的相互关系。同时我们也设计了一种利用小波变换计算纱线条干均匀度指标的算法，该算法能够使所计算的波谱图和长度变异曲线符合国际标准。针对计算纱线波谱图和长度变异曲线对频率的特殊要求，构造了严格分频小波，并用大量的实验进行了对比研究。利用小波正交分解分离出了纱线的粗节、细节和棉节信号，实现了纱线疵点的检测与分类。建立了一套能够同步计算纱线波谱图和长度变异常曲线等条干均匀度指标的快速算法。实验证明，这种方法比传统的傅里叶变换计算结果更加精确。. 向量小波能够同时拥有对称性、正交性、紧支性和高阶消失矩等性质，这些性质正是纱线条干均匀度指标的检测所需要的。我们根据纱线波谱图和长度变异曲线的分频要求，利用向量小波的特点构造了相应的尺度函数和向量小波函数，设计了相应的向量小波预处理方法，并做了大量的数值实验。结果证明利用向量小波计算更加精确。由于向量小波具有良好的紧支撑性质，比利用传统小波计算速度更快，这对实现在线检测具有重要的意义。