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轻量化优化涡电流分选机的算法

  对涡电流分选机的优化要采用可行的优化算法,解决优化问题的方法大体可以分有两类∶

  (1)解析优化方法,就是把所要优化的目标函数,变量和约束条件用数学方程描述出来,然后用解析方法求解越佳值。

  (2)试验优化方法,在优化对象的目标函数无法用数学语言描述,可设法直接通过特定的有选择性的试验,对试验结果进行综合对比研究后得出其越优解,它相当适用求解那些工作原理不明确或影响因素相当复杂的越优解。

  本课题拟采用试验越优化方法进行分析,将所研究对象用有限元方法计算并统计,再将所得的结果进行对比分析,得出越优解。网格搜索算法是一种试验越优化方法,网格搜索算法就是穷举所有的可能情况去解决问题,其方法是把问题在一定范围内划分网线,搜索算法的复杂度往往是指数级,数据规模稍大运算时间可能就会是天文数字,但搜索算法往往是解决问题较为直接的方式。有些问题没有越佳的方法只能用搜索算法进行解决问题。

  搜索算法的实质便是构造一个"搜索树",这个"搜索树"表达了整个搜索算法的过程。搜索算法从一个初始状态出发根据一定的扩展规则来进行搜索过程,末后形成的整个过程就是一个"搜索树"。

  一种搜索算法相当于树的遍历,通常我们有两种实现方式,深度先搜索与广度先搜索。

  深度为先搜索;深度为先搜索即是深度为先的搜索算法,即在搜索树上为先深度遍历。深度为先搜索通常用递归法的方法实现。

  广度为先搜索∶比较深度先搜索,广度先搜索是以广度为先的搜索算法,即在搜索树上一层层遍历,第0层和1层全遍历完才会遍历2层,广度为先搜索通常用循环结构就可以实现。

  对于本课题而言,广度为先搜索更加适用。可先将极数固定,列出以外径为横行,内径为纵列的表格,表格中填写磁辗表面正上方5mm处漏磁,填写完成1层。更换极数,填写下一层,这样一层层的遍历之后,可根据力和漏磁,磁对数关系,再遍历对比寻优,找出越优解。

  对适用于火灾现场便携式要求的永磁辗式涡电流分选机而言,它的优化设计目标是重量越轻,故本文中需将其核心部件磁辊的重量较小为目标函数,约束条件为受力不变,转速不超过8000r/min;其中的变量包括磁极的对数,磁块的内径和外径大小。