nghiên cứu thực nghiệm
4.2.3. Nghiên cứu ảnh h−ởng của các thông số đến tỷ lệ sót hạt
a. Xây dựng ph−ơng trình hồi quy của hàm đến tỷ lệ hạt sót
Ph−ơng trình hồi quy dạng mã tỷ lệ hạt sót xây dựng theo ch−ơng trình QHH của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau Thu hoạch trên máy vi tính cho kết quả nh− sau.
Ys = 0,546 - 0,435x1 + 0,191x2 + 0,748x3 - 0,102x1x2 + 0,213x1x3 - 0,156x2x3 + 0,120x12 + 0,271x22 + 0,286x32 (4.1)
Ph−ơng trình 4.1 đ−ợc kiểm tra t−ơng thích theo chuẩn Fisher (F) bằng cách so sánh chuẩn F tính toán (Ftt) với chuẩn F tra bảng (Fb). Ch−ơng trình QHH cho Ftt của hàm tỷ lệ hạt sót là Ftt = 3,0548. Tra bảng theo mức ý nghĩa α = 0,05, γ1 = 1, γ2 = 22 ta đ−ợc Fb = 4,30. Nh− vậy mô hình hồi quy theo ph−ơng trình 4.1 là t−ơng thích với các số liệu thí nghiệm của hàm Ys vì Ftt < Fb.
Các hệ số của ph−ơng trình hồi quy đ−ợc kiểm tra mức ý nghĩa theo chuẩn Student (t). Nếu kết quả tính toán ttt > tb hệ số có nghĩa. Chuẩn Student tra bảng với mức ý nghĩa α = 0,05, số bậc tự do 22 là tb = 1,72. Kết quả tính toán trên máy vi tính cho thấy: t0 = 17,088 > tb = 1,72, hệ số b0 có đủ mức ý nghĩa. t1 = 10,628 > tb = 1,72, hệ số b1 có đủ mức ý nghĩa. t2 = 4,655 > tb = 1,72, hệ số b2 có đủ mức ý nghĩa. t3 = 1,823> tb = 1,72, hệ số b3 có đủ mức ý nghĩa. t11 = 3,225 > tb = 1,72, hệ số b11 có đủ mức ý nghĩa. t21 = 2,04 > tb = 1,72, hệ số b21 có đủ mức ý nghĩa. t22 = 7,281 > tb = 1,72, hệ số b22 có đủ mức ý nghĩa. t31 = 4,243 > tb = 1,72, hệ số b31 có đủ mức ý nghĩa.
t32 = 3,116 > tb = 1,72, hệ số b32 có đủ mức ý nghĩa. t33 = 7,684 > tb = 1,72, hệ số b33 có đủ mức ý nghĩa.
Nh− vậy tất cả các hệ số hồi quy đều có đủ mức ý nghĩa nghĩa.
b. Tìm tâm mặt quy hoạch và nhận dạng bề mặt hàm mục tiêu tỷ lệ hạt sót
Để giải bài toán phân tích ảnh h−ởng của các thông số vào và tìm tối −u của hàm chỉ tiêu tỷ lệ sót hạt Ys theo ph−ơng trình 4.1 cần phải nhận dạng bề mặt và tìm tâm hình của nó. Tâm hình của một hàm chính là các toạ độ điểm cực trị của hàm đó (Yss, xis (i = 1,2,3)). Ch−ơng trình máy tính QHH giải hệ ph−ơng trình đạo hàm bậc nhất =0, ∂ ∂ i s x Y
i = 1, 2, 3 cho kết quả vị trí tâm mặt quy hoạch của hàm tỷ lệ sót hạt là:
x1s = 2,380; x2s = - 0,172; x3s = - 1,230; Yss = - 0,132 (4.2)
Nh− vậy tâm mặt quy hoạch nằm ngoài vùng nghiên cứu. Để tìm ví trí tối −u trong vùng nghiên cứu phải giải bài toán tìm cựu trị có điều kiện theo ch−ơng trình vi tính MATLAB.
Chúng tôi nhận dạng bề mặt hàm mục tiêu bằng cách chuyển ph−ơng trình về dạng chính tắc:
Ys = B11X12 + B22X22 + B33X32 (4.3)
Đây là hàm nhận đ−ợc từ hàm 4.1 sau khi chuyển gốc toạ độ từ tâm thực nghiệm Ys0 (xi = 0; i = 1, 2, 3) về tâm hình Yss, (xis) và xoay các trục tọa độ xi để triệt tiêu hết các tham số tuyến tính và t−ơng tác cặp. Ch−ơng trình QHH trên máy vi tính cho kết quả:
Ys + 0,132 = 0,403X12 + 0,067X22 + 0,207X32 (4.4)
Trong đó Xi là thông số ảnh h−ởng thứ i trong hệ toạ độ chính tắc.
Chúng tôi thấy rằng các hệ số Bii có dấu d−ơng nên hàm có cực tiểu tại tâm hình, song vị trí điểm cực tiểu nằm ngoài vùng nghiên cứu.
c. Phân tích ảnh h−ởng của các thông số đến tỷ lệ hạt sót
Các hệ số chính tắc B11 và B33 có giá trị lớn hơn nhiều so với hệ số B22, do vậy ảnh h−ởng của vận tốc tiếp tuyến đỉnh răng trống và khe hở giữa răng trống và máng đến tỷ lệ hạt sót nhiều hơn so với l−ợng cung cấp. Mặt khác B11 lớn hơn B22 nên ảnh h−ởng của vận tốc tiếp tuyến đỉnh răng trống lại lớn hơn của khe hở giữa đỉnh răng trống và máng.
Chúng tôi có thể phân tích tác động của các thông số vào đến tỷ lệ hạt sót nh− sau:
- Nếu vận tốc tiếp tuyến đỉnh răng trống thấp. Tác động trực tiếp của răng trống lên khối cây đậu t−ơng và tác động làm khối cây chuyển động gây trà sát kém vì vậy tỷ lệ sót hạt lớn. Ng−ợc lại nếu vận tốc là rất lớn, khối cây chuyển động nhanh và với tác động của gân dẫn ở máng thời gian l−u cây trong buồng đập nhỏ vì vậy tỷ lệ hạt sót sẽ cao.
- Nếu khe hở tẽ quá nhỏ, hầu hết khối cây sẽ di chuyển cùng với trống mà ít tạo thành các lớp cây trà sát với nhau là một yếu tố làm tăng khả năng sót hạt. Ng−ợc lại nếu khe hở là lớn khả năng tác động của răng trống gây chuyển động đến lớp cây sát thành máng kém làm tăng tỷ lệ hạt sót.
- Đối với thông số l−ợng cung cấp. nếu l−ợng cung cấp lớn mật độ cây trong buồng đập cao khả năng sót hạt là lớn. Ng−ợc lại nếu mật độ buồng đập nhỏ, khả năng trà sát kém cũng gây tỷ lệ hạt sót lớn.
Nh− đã phân tích ở trên do ảnh h−ởng của l−ợng cung cấp đến thông số ra tỷ lệ sót hạt là ít hơn so với ảnh h−ởng của vận tốc tiếp tuyến đỉnh răng trống và khe hở giữa đỉnh răng trống và máng. Nếu chọn thông số vào l−ợng cung cấp ở mức cơ sở x2 = 0 và thay vào ph−ơng trình 4.1 chúng tôi thu đ−ợc ph−ơng trình hồi quy tỷ lệ sót hạt chịu tác động bởi hai thông số vào vận tốc tuyếp tuyến đỉnh răng trống và khe hở giửa đỉnh răng trống và máng nh− sau:
Để thấy rõ tác động của hai thông số vận tốc tuyếp tuyến đỉnh răng trống (x1) và khe hở giữa răng trống và máng (x2) đến tỷ lệ vỡ hạt trong vùng nghiên cứu chúng tôi vẽ đồ thị ph−ơng trình 4.5 thể hiện ở hình 4.4.
-1 -0.5 -0.5 0 0.5 1 -1 -0.5 0 0.5 1 0 0.5 1 1.5 Van toc v (x1) Khe hon dap delta (x3)
Ty le % s ot h at ( Ys ) Hình 4.4. Đồ thị ảnh h−ởng của 2 thông số x1 và x2 đến tỷ lệ hạt sót
d. Xác định tối −u các thông số vào theo chỉ tiêu tỷ lệ hạt sót
Để tìm giá trị nhỏ nhất (Ysmin) của hàm tỷ lệ hạt sót chúng tôi giải bài toán tìm cực trị có điều kiện bằng phần mềm MATLAB trên máy vi tính từ ph−ơng trình hồi quy 4.1.
Giá trị Ysmin trên đ−ợc tìm trong vùng nghiên cứu theo dạng mã và thực là: -1 ≤ x1 1 hay 11 m/s ≤ ≤ V ≤ 17 m/s
-1 ≤ x2 1 hay 0,2 kg/s ≤ ≤ q ≤ 0,4 kg/s -1 ≤ x3 1 hay 10 mm ≤ ≤ δ ≤ 30 mm
Kết quả thu đ−ợc là: Tỷ lệ sót hạt tối −u Ys min = 0,13 % t−ơng ứng với các thông số vào d−ới dạng mã là:
x1 = 1; x2 = - 0,345; x3 = - 0,598