目前广泛采用的单自由度振动机构进行非均匀喂入筛分作业时,普遍存在物料分布不均匀、筛面利用率低,从而造成物料损失率高的问题,为此在单自由度往复振动的基础上对筛面倾角和姿态角进行调节,设计了一种可实现单自由度往复运动和两个自由度转动的多自由度筛分机构;非均匀喂料的情况下很难建立筛分理论模型,针对这一问题通过采用生物神经网络的方法,建立了适用于非均匀喂料下的振动筛分理论模型,并通过理论计算结果与离散元仿真和台架试验结果的对比,验证了其可行性。本文的主要研究内容包括:1、多自由度振动筛分机构的设计。设计了一种多自由度振动筛分机构,能够在往复振动的基础上实现筛面倾角和水平姿态角的调节,对其进行了自由度的计算和动力学特性的仿真,并基于步进电机的解耦控制对其电路控制系统进行开发设计。2、物料筛分仿真分布状态的研究。分析了两种典型振动激励条件下,不同振动频率、筛孔尺寸、喂料速率和筛面倾角对物料仿真分布状态的影响,为生物神经网络振动筛分模型的建立提供了理论依据。3、生物神经网络振动筛分模型的构建方法。基于生物神经网络建立了农业物料在振动筛面的运动分布模型,定义了其内部的连接权重函数,结合离散元仿真得到的物料分布状态,验证了理论模型在两种典型振动激励和多种复杂输入条件下的可行性。4、振动筛分的台架试验。基于所设计制造的多自由振动筛分装置进行了不同振动振动频率、筛孔尺寸、喂料速率和筛面倾角的振动筛分台架试验,对比了理论模型计算结果和台架试验结果,验证了生物神经网络振动筛分模型的实际可行性。