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圆振动筛优化设计的 MATLAB实现

2011/10/13发布者:红星机器

圆振动筛进行参数优化设计是一个常见问题。在建立了优化模型后,设计人员通常需找到合适的优化程序,否则,设计人员就必须自己编制优化程序。这是一件既费力又费时的事情。MATLAB是一个面向工程的大型科学计算工具软件,它包含许多工具箱,优化工具箱是其中之一。本文建立了圆振动筛优化设计数学模型,然后描述了如何利用MATLAB优化工具箱解决圆振动筛的参数优化问题的具体方法。

圆振动筛;优化工具箱;数学模型;参数优化;优化程序0

在实际当中,对圆振动筛产品进行设计时,一般都是按照《振动筛设计规范》进行常规性的设计,但所得参数不是优值,缺乏定量的数学基础,具有明显的不确定性。为了弥补常规优化设计的缺点,将现代设计方法中的优化技术与圆振动筛常规设计相结合,形成了可靠的优化设计法。本文以动力消耗得到更多的生产效率,即以得到单位生产量的功率消耗为优化设计目标,在建立数学模型后,利用MATLAB优化工具箱完成其设计计算。

1 目标函数及设计变量

对于圆振动筛,一般以单位生产的功率消耗降低为优化目标来建立目标函数。单位生产的功率消耗E是筛箱振幅A,抛射强度凡、筛面倾角a的函数,故可取筛箱振幅A,抛射强度凡、筛面倾角a作为设计变量

(1)振幅的限制,振动筛的筛箱振幅通常取

(2)抛射强度的限制,振动筛的抛射强度

(3)筛面倾角的限制,振动筛的筛面倾角

3 实例计算

以ZDM1556圆振动筛为例,其相关参数有:

筛面宽度B二1.5 m,参振质量M=2 700轴承摩擦系数几 =0.004,阻尼系数e二0.3,重加速度9.=9. 81 m2/s,传动效率17=0.95,物料松散密度y=2. 0 t/耐,激振器轴直径d二0. 12筛面上物料层厚度h=0. 1 m,常数,取N'二0m/s o过程如下:

(1)计算圆振动筛的生产量: 物料运动的平均速度,M/80对于圆振动筛,物料运动平均速度:

(2)计算圆振动筛的总消耗功率

(3)计算单位生产量的功率消耗:对于圆振动筛,其振动频率为:由于筛箱振幅A、抛射强度K‑,筛面倾角a作为变量,则公式(14)可转化为:

5 结 论

(1)将常规设计(输人初值)x0=[0.004 3 201以及优化所得参数x = [ 0. 006 2. 9865 20. 4203」带人公式(15),可得以下结果:筛箱振幅 抛射强度 筛面倾角 单位生产量功率设计方法比较上表数据可知,优化设计所得到单位生产量功率消耗明显小于常规设计所得到的功率消耗,这说明优化设计方法可使圆振动筛的单位功率生产量得到较大提高,其经济效益是显著的。

(2)对于工程实践中的许多优化问题,尤其是结构参数优化问题,只要优化的目标函数可以显示表达,用MATf AB的优化工具箱来求解是完全可行的。设计人员可以把精力集中在问题本身,而不用费力去寻找或编制优化程序。

(矿山设备网)

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