基于NSGA-Ⅱ与AHP气吸式微型薯排种器排种过程仿真优化与试验

摘要

针对现有气吸式微型薯排种器作业时所需负压高、功耗大、漏播严重等问题，依据微型薯的曲率半径，设计环槽型排种盘，增加微型薯贴附排种盘的有效接触面积，从而提高合格指数。运用EDEM与Fluent软件构建气吸式微型薯排种器耦合仿真模型，并以运行参数（真空度、排种盘转速）、结构参数（吸孔直径、吸孔数）为影响因素，以合格指数、漏播指数、重播指数、功率消耗为性能指标设计二次回归正交旋转组合试验。通过耦合仿真获得各影响因素对排种器性能指标的影响结果集，对结果集采用非支配排序算法（NSGA-Ⅱ）进行多目标求解，获取Pareto最优解集；通过层次分析法（AHP）对最优解集进行权重分配后，得到最优的排种器结构与运行参数。结果显示：最优参数值为负压值-5 060 Pa、排种盘转速35 r/min、吸孔数10个、吸孔直径10 mm时，排种器的合格指数为94.18%，漏播指数为3.14%，重播指数为2.68%，功率消耗为11.2 kW。台架试验结果显示：台架试验结果与仿真优化后结果基本保持一致，相对误差为0.97%。

关键词

微型马铃薯 / 排种器 / 耦合仿真 / 多目标优化 / 层次分析法