振動(dòng)篩綜合篩分效率的優(yōu)化

1、振動(dòng)篩綜合篩分效率的優(yōu)化KXW來(lái)*人們-ft酷在J找能筋允分我達(dá)晞分過(guò)fi：的毅譽(yù)模型“通常悄況從艦!j理論方曲入F，卅劉篩仆經(jīng)驗(yàn)?zāi)１袄碚撃肇窝Y分理論模型又包描搟率模型與劫力學(xué)模電.權(quán)率模型乂包括單個(gè)顆粒透篩概率模戰(zhàn)與粒廉透篩襯率模出（如圖3）.單顆粒透篩襯率理倫由于沒(méi)有考廊沖山、物料特性和賦料之間相E作川等因素的彫響，閃此在公式的寶師應(yīng)用時(shí)翌乘以焙1E系數(shù)。后來(lái).任臥顆粒透陸槪率網(wǎng)論的韭礎(chǔ)f.WSchultz和BTippin推導(dǎo)出了整個(gè)篩面長(zhǎng)度下肺分產(chǎn)品的分配方程國(guó)h主亭杰則進(jìn)一步分折了單一粒簸粒群的透難概舉理論跑創(chuàng)蹄分?jǐn)?shù)學(xué)賓Th理論模螯單個(gè)麵粒活怖瑚率困群透篩樓率I動(dòng)力學(xué)模犁共它模世E

2、Z5篩分戳學(xué)模型分炎f;!£.3MnthciTialKamodeofscrocnmy這些辯分模型的建立主耍力處如卜、缺點(diǎn)篩分?jǐn)?shù)學(xué)模型更著重于篩分結(jié)果而非篩分過(guò)程的砒究n篩分過(guò)理和歸rtriI-物料的込動(dòng)足i個(gè)做其復(fù)朵的過(guò)稈.現(xiàn)仃的透篩概率理論大都忽視了顆粒特性和顆粒”顆粒之間、顆粒J8I面之間的作用力丫已經(jīng)很難使問(wèn)題得到深入研究，尚處于假說(shuō)和宦鯊科學(xué)階段*還不能對(duì)軸分過(guò)程做山闘講解牌。仍然落后于生產(chǎn)實(shí)1®和弼分機(jī)械系址動(dòng)力學(xué)的硏究.建工且試驗(yàn)為軍礎(chǔ)履計(jì)禪機(jī)技術(shù)為依托的綠合考逞物料性厳及其柿垃影響的物料運(yùn)動(dòng)模型和師分過(guò)程數(shù)學(xué)模型，將是必然的發(fā)展越勢(shì)綜匕所述，尋找到能夠全両描述

3、帰分的函歎摸型對(duì)于篩分研究有著相當(dāng)重要的意義本章在前人工作的基礎(chǔ)上.試圖尋找篩分效率侏合蟆為篩分效率綜合模型的建芒提供種忠瓠11多級(jí)優(yōu)化技術(shù)的基本概念優(yōu)化設(shè)計(jì)申I是幄據(jù)RBtl的實(shí)玨情況（如篩分過(guò)程）和規(guī)范的各種妁束條件（例抑站構(gòu)裁數(shù)、振動(dòng)參數(shù)使用範(fàn)圍提出憂(yōu)化的數(shù)學(xué)模型（標(biāo)陰數(shù)、旳束條件籾設(shè)計(jì)變城h進(jìn)行優(yōu)化.最斤找到齊亍夠數(shù)的繪優(yōu)們或范此提島效率。優(yōu)化的比緞：建二數(shù)學(xué)穂住目標(biāo)函數(shù)、約束條件和設(shè)計(jì)變勒，把一個(gè)工程問(wèn)題變成一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題：選擇合理，1效的優(yōu)化計(jì)弊方法：編制通用優(yōu)化讓算機(jī)程序.多級(jí)優(yōu)化技術(shù)就是將設(shè)計(jì)變屋數(shù)冃比較多、設(shè)計(jì)變就形態(tài)復(fù)雜的優(yōu)化何邇分解成若干個(gè)樸;對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)優(yōu)化了問(wèn)題來(lái)型仃求

4、種，J找得到原奴雜優(yōu)化問(wèn)題的近似解。分解得到的優(yōu)化子問(wèn)題一般具仃設(shè)訃變凰數(shù)日少、設(shè)計(jì)變屋形態(tài)比較單一等特點(diǎn)，因此.整個(gè)復(fù)雜的問(wèn)勁也變得更加容易處理，并I1M以使問(wèn)逆并行處理.縮短循壞時(shí)間，尤具適用于人空的工程問(wèn)題"多級(jí)優(yōu)化技術(shù)和可能成為解決人盤(pán)復(fù)雜L程優(yōu)化問(wèn)題的冇效I.H"多級(jí)優(yōu)化模型包含rr.:I個(gè)r優(yōu)化模電，它皚貝仃定層次的模住，稱(chēng)為繪次巾幺級(jí)優(yōu)化模住.熬休結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)耆系統(tǒng)層優(yōu)化模型，由整體分解得到的子?？辗謩e對(duì)應(yīng)著一級(jí)子模型1、一級(jí)子模型2等級(jí)f?？眨涸偕郊?jí)孑模型分解出的（模型分別對(duì)應(yīng)著二級(jí)了模型1、級(jí)/模型2竽二級(jí)產(chǎn)模型"在層次空結(jié)構(gòu)篡級(jí)優(yōu)化?？罩?，子優(yōu)化模

5、甩也包含了設(shè)計(jì)變壘、目標(biāo)函數(shù)等優(yōu)化要素，在某種程度上，它也是H冇定獨(dú)工性的優(yōu)化何趣，而一般子優(yōu)化模型中設(shè)計(jì)變戢數(shù)目比較少,設(shè)計(jì)變量性態(tài)相對(duì)比較單一。與優(yōu)化單-模型相比,多級(jí)模蟹中各子模型與整體2間存在右各種相M制約、相兀影響的耦合關(guān)系，在模型的建之過(guò)程中必須肖慮這些關(guān)系的彩響。般說(shuō)來(lái)，子模熨Z間的縄合禪度越小，優(yōu)化的難度也越小，因此,要盡可能地采用適當(dāng)?shù)姆纸夥椒?以降低子模型之間的箱合桎度.如圖312所示.B93.1-2結(jié)構(gòu)分解示意ISFig3.1-2Conventionaldiagramofstnicturaianahsis3.2設(shè)計(jì)變量?jī)?yōu)化的常用算法憶也的研究是優(yōu)化屮的蛍嬰課題，恰當(dāng)?shù)乃惴?/p>

6、不僅可以誠(chéng)少迭代次數(shù)，而且減少鉛構(gòu)匣分析次數(shù)，這對(duì)保證迭代過(guò)用的穩(wěn)定性及町推性取豐的總義-以卜主變仆可行方向法、懲罰兩數(shù)法、模擬退火隊(duì)法、遺傳算法等幾種常用的優(yōu)化算法。優(yōu)化設(shè)計(jì)T.作包括以下兩部分內(nèi)容：（1）將設(shè)計(jì)問(wèn)題的實(shí)際模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型.建立效學(xué)模型時(shí)要合理選取設(shè)計(jì)變量，列出目標(biāo)函數(shù),給出約東條件。目標(biāo)函數(shù)是設(shè)計(jì)問(wèn)題所要求的優(yōu)化目標(biāo)與設(shè)計(jì)變呈之間的詼數(shù)關(guān)系式"該部分匚作相對(duì)來(lái)講不足很閑難，只要能合理地建'丫模型即可。（2）采用適當(dāng)優(yōu)化條件方法，求解數(shù)學(xué)模里?？?1結(jié)為在給定條件（例如約柬?xiàng)l件）卜求冃標(biāo)兩數(shù)的極值問(wèn)題.這一部分T作相對(duì)而言咚復(fù)雜得毛，對(duì)于不同層次的優(yōu)化問(wèn)題

7、齋要選用不同的數(shù)值方法，否則，不僅不介聊倍功半.ifullt；?W選用方法不、?。ㄖ聝?yōu)化失敗.3.3篩分效率的優(yōu)化模型以篩分效率嚴(yán)奇為目標(biāo)對(duì)篩分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化.從篩分效率的曲數(shù)可以看出，耍使得帀最大，則要使幾&都収晟大值（取負(fù)的最小值來(lái)優(yōu)化）.一般來(lái)講，對(duì)于已經(jīng)制適完成的篩機(jī)，箱體的長(zhǎng)度足固定的，在設(shè)計(jì)篩機(jī)時(shí)，根抵?jǐn)M定篩機(jī)篩分效率的堆小值來(lái)確立疋應(yīng)的端機(jī)雖小長(zhǎng)度A.Wifu通過(guò)調(diào)整撫動(dòng)多數(shù)與更換彌山I是迫求篩分效率的匸耍辦仏，因此這里主要優(yōu)化P與&的值.兀卅sm(l35j0(cos舛)+(c+cos.耳)mtn；V)-_(f("T)*+gI如込斗RCOSX；r=-012

8、*00723/)*0(W71D2-0.001D1+00001"OIMU(I*tonx;Umxt)iSl0<0<<0.6師面假角爐三齊W6O°諦孔尺寸"Q和mnSr.SIOwn箔絲fifiiOntniix.3.<iwim按(VMIXwr£x4SlO.Omm按頻rl0/zi.t,S40/z掘動(dòng)方向角，4(r<xt<io(r(3-D優(yōu)化的過(guò)程冇兩種思路：種是以P作為優(yōu)化的目標(biāo)旳數(shù)，心作為個(gè)非線(xiàn)性約柬.屈于約束的非線(xiàn)件址優(yōu)化問(wèn)題；另一種思路是以幾&同時(shí)作為優(yōu)化R標(biāo)函數(shù)，作為多冃標(biāo)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題來(lái)處理。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，由丁

9、化山含有共同的參數(shù)，并FL參冃標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題數(shù)學(xué)方法還不太成熟其結(jié)果只有IF劣解，無(wú)眾優(yōu)解。因此采用單H標(biāo)函數(shù)優(yōu)化來(lái)處理，將&作為1F線(xiàn)性約束加以考偲。恨據(jù)各參數(shù)實(shí)際IR值范圍得到如下篩分效率綜合優(yōu)化模型3.4篩分效率綜合模型優(yōu)化多級(jí)優(yōu)化技術(shù)就是將設(shè)計(jì)變呈數(shù)LI比較多、設(shè)計(jì)變雖形態(tài)復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題分解成若干個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)優(yōu)化了問(wèn)題來(lái)進(jìn)行求解.尋找得到原貝雜優(yōu)化問(wèn)題的近似解-根拡匕式口標(biāo)曲數(shù)形式可將其它分為二級(jí)(式:nunf(.r)3(a+bco3.q)°4(c+(/co$.q)0.04£Ar=2;r'gcgqH：£(l+Unr,tanx)S1OS-M0

10、.6希rtiM角“s斗S6O°篩孔P寸vnmVv:Mi)mm篇絲點(diǎn)fOQ1"測(cè)V勺M3Onim(3-2)niin/<(r)=-xtrS!n(1.35x6)sio丄”竺辿±4XCOSTj0.04SZ=2*(x4cosxjj*(11-tanjqlanx;)S1(3-3)東幅：l0"”SxfSlO.Ow/fWl：10/z<r<<40/z娠動(dòng)方向角:W°irl(X)°則目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為$min/"(x)=min/(x)+min/<(x)<»對(duì)于人(x)>匚(x)可進(jìn)一步化為如卜形式:

11、(3-4)minP(-V)XwDuWh,.(%)=0(v=l,2,p<n)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的約束優(yōu)化問(wèn)題。轉(zhuǎn)化為如下的無(wú)約束形式：(X,穢扌)"(X)+屮吭Gg")+£哎砒(X)(3-5)曰運(yùn)用MATLAB軟件編程，并合理的訓(xùn)用優(yōu)化曲數(shù)得如衷32-1所樂(lè)優(yōu)化結(jié)果。以?xún)?yōu)化得到的參數(shù)值設(shè)定了幾組模擬，與各模擬條件下展高篩分效半柜対比(見(jiàn)3.2-1)可以看出篩分效率提高了約10%.表3.2|優(yōu)化的多數(shù)值及計(jì)算分效率與實(shí)驗(yàn)環(huán)分效率的對(duì)比Tab32lCompansonbetweenOptimalparameterandscreeningcfllacncyofsimulati

12、onandexperiment<1孔邊長(zhǎng)按幅摭煩方向角效果冬救XIx2x3x4x5X6DAxP1)計(jì)貝0.9251.50.351820502.450.0060278753%68.2%0.8301.0031.730945426()(»(»678762%698%0.5300.7032.320693980.0290.377262%65.3%3.5篩面長(zhǎng)度的對(duì)數(shù)與篩分效率取負(fù)對(duì)數(shù)的關(guān)系對(duì)丁篩分效率的研究，篩面K度是一個(gè)很好的嵌入點(diǎn)。參照之詢(xún)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，分析發(fā)現(xiàn),無(wú)論對(duì)丁那組參數(shù)實(shí)驗(yàn)，/(x/0.5/)與仞(-/(1-)都H有近似直線(xiàn)關(guān)系，其中"農(nóng)示篩面氏度,為篩分效率

13、，/等J：篩面全氏160”：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用回歸方程j=.t(l)+r(2)x進(jìn)行擬合，如圖3.51和圖3.5-2所示，其中x(l),x(2)為系數(shù)"她0.50003.54振動(dòng)方向角下?tīng)斆骈L(zhǎng)度取對(duì)數(shù)與篩分效率取負(fù)對(duì)數(shù)的關(guān)系Fig3.5-1ThelogarilhinofcfTicicnc>changeswithinxcrsclogarithmoflaigthunderibrationangleOS06aOl7r044OB»10te-«ooeoo05go”42O24S1O24OOOW-O-0-0-1-1.1fa圖3,2振動(dòng)頻率下篩面長(zhǎng)度取對(duì)數(shù)與篩分效率取負(fù)對(duì)數(shù)的關(guān)系Fig3.5-2ThelogontlimofcfTicicncxchangeswi