遗传算在螺旋输送机优化设计中的应用

添加人：admin 发布时间：2015/11/2 8:53:28 来源：中国破碎机网

　　螺旋输送机是一种用途广泛的运输机械，它是利用螺旋轴与物料之间产生的相对运动进行输送。当螺旋叶片旋转时，物料的自重和壳体对物料的摩擦阻止其与螺旋叶片一起旋转，物料类似不转动的螺母，二者之间的相对运动促使物料沿螺旋轴轴向移动11.一方面它可以满足长距离输送物料的要求，另一方面还可以完成对物料的混合、搅拌等工作。
　　螺旋输送机具有结构紧凑、密封性好、操作维护方便、物料不易撒落等优点，在陶瓷行业同作原料的输送。螺旋输送机的设计准则既要保证机器有足够的强度、刚度，同时还要保证有足够的输送量和消耗较小的动力。螺旋体是机器的核心，它需要设计的参数较多，且关系错综复杂，相互影响制约，因此也就有一个最佳组合的问题。
　　笔者运用优化设计理论进行螺旋输送机螺旋体设计，并应用遗传算法进行优化求解，取得了比较满意的效果。
　　1优化设计模型1T设计要求=9.0kW，输送量Q=100th螺旋体长度L=6.5m，叶片厚度t=3材料A3，两段式结构，中间装有悬吊螺旋轴滑动轴承。
　　1.2设计变量螺旋体的主要尺寸有：空心轴的外径D、内径d、螺旋叶片的直径Dp、螺距S、长度L、叶片厚度t其中，长度L、叶片厚度t根据要求已经确定，需要设计的参数剩下D、S、Dp、d，取设计变量为1.3目标函数在满足螺旋输送机使用要求的前提下，减小螺旋体质量有利于节约材料和降低成本同时也便于机器的移动。此外尽可能提高输送效率也是螺旋输送机设计一个不可忽视的因素。故笔者以螺旋体的质量最小和输送效率最大为双优化目标。质量最小为目标函数，输送效率最大放在约束条件中体现。即：1.4约束条件1.4.1刚度限制条件螺旋输送机的最大挠度不应超过许用值，即旋输送机的力学模型，。/=a―系数，取= -惯性矩，m4，I 8GLG为螺旋体的质量；1.4.2功率限制条件螺旋输送机在负载启动条件下的功率不应超过电机的额定功率，即N.一螺旋输送机在负载启动条件下的功率，kW. 1.4.4扭转强度限制条件螺旋输送机空心轴所受的最大剪应力不应超过材料的极限应力，即1.4.5输送效率限制条件螺旋输送机最大的缺点就是输送效率比较低，为了减小功率消耗，应对螺旋输送机的输送效率进行限制，即2.4遗传操作选择。选择是从种群中选择优秀个体，淘汰劣质个体。其目的是把适应度高的候选解遗传给下一代。本文采用联赛选择算子，以避免标准赌轮盘算法在个体适应度差异很大时容易引起早熟收敛以及适应度很接近时盲目搜索的不足。
　　交叉。交叉是按一定的概率把两个父代个体的部分结构加以重组而生产新个体。本文采用算术交叉算子，以克服实数编码简单交叉只是交换两个数值矢量的分量，而无法生成新的数值分量的缺点。设X1、X2为父代个体则1）区间的随机数。
　　变异操作。变异是使个体中某些基因发生“突变”从而产生不同于上一个染色体的新染色体。本文采用均匀变异，它可以使搜索点在整个空间自由移动，从而增加群体的多样性。设染色体Vi被选中进行变异操作，则产生一个后代为2.5算法步骤计算当前群体p（）中所有个体的适用度Fit）使用选择算子生成临时群体pr（）。
　　按一定的概率对群体进行交叉、变异等操作，得到新的群体p（t+1）。
　　2.6优化结果按上述参数值和算式，求出目标函数和约束条件表达式。
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