[发明专利]一种振动筛筛面动载荷优化方法

权利要求书

1.一种振动筛筛面动载荷优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，选定设计变量，建立实验矩阵；

步骤二，进行响应曲面实验；

步骤三，建立两个双目标优化模型并求解；获得两组Pareto解集，该解集分别代表高筛面动载荷和低筛面动载荷条件下振动筛筛分效率优化路径；

步骤四，计算高筛分效率下筛面动载荷优化空间；

步骤三中，建立两个双目标优化模型并求解的过程包括：

S31：通过多元线性回归建立筛分效率和筛面动载荷的数学模型；

S32：建立两个双目标优化模型；

S33：应用NSGA-Ⅱ算法求解两个双目标优化问题，得到两组Pareto解集；

S31中，筛分效率评价指标如下列式子所示：

M_c＝100γ_cQ_f，

M_f＝100γ_fQ_c，

E_c＝γ_c-M_c+M_f，

F_f＝γ_f-M_f+M_c，

η＝E_c+E_f-100；

其中，M_c为筛上产品中的错配物含量，即筛上产品中的细粒物占入料的百分数，％；M_f为筛下产品中的错配物含量，即筛下产品中的粗粒物占入料的百分数，％；γ_c为筛上产品的实际产率，％；γ_f为筛下产品的实际产率，％；Q_f为筛上产品中细粒物的含量，％；Q_c为筛下产品中粗粒物的含量，％；F_c为入料中粗粒物的含量，即筛上产品的理论产率，％；F_f为入料中细粒物的含量，即筛下产品的理论产率，％；E_c为粗粒物的正配效率，％；E_f为细粒物的正配效率，％；η为筛分效率，％；

筛面动载荷指标取振动筛空载和负载状态下筛面结构与侧板连接处应力信号峰值的差值的均值作为量化指标，记作F，计算公式如下：

其中，分别为筛机稳定运载和空载状态下单位时间内第i个测点处应力极大值的均值；

S32中，双目标优化模型如下所示：

其中：M_effciiency表示筛分效率函数表达式，M_load表示筛面动载荷函数表达式，a₁表示实验点中筛面抛掷指数的最小值，a₂表示实验点中振动强度的最小值，A表示振动幅值，g表示重力加速度，β表示振动方向角，α表示筛面倾角，w表示角频率，f表示振动频率，X_i表示目标函数中的变量，X_imin表示变量X_i的下限，X_iman表示变量X_i的上限，

S33中，根据获得解集为第1解集，根据获得的解集为第2解集；

步骤四中，计算方法如下：

其中：优化空间_i表示某一筛分效率水平下筛面动载荷优化空间；筛面动载荷_i1表示对应该筛分效率的第1解集中筛面动载荷数值，筛面动载荷_i2示对应该筛分效率的第2解集中筛面动载荷数值。

2.根据权利要求1所述的一种振动筛筛面动载荷优化方法，其特征在于：步骤一中，建立实验矩阵的方法包括：

S11.选取对筛分效率和筛面动载荷影响较大的因素作为设计变量；

S12.确定因素水平，采用中心外切复合方法确定实验矩阵；

S13.对实验矩阵进行预实验检验。

3.根据权利要求2所述的一种振动筛筛面动载荷优化方法，其特征在于：S11中，设计变量的个数以3-4个为宜；设计变量包括激振参数、筛孔形状、筛面倾角。