微小型機器人諧振足的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究.pdf

1、微小型諧振機器人采用諧振足作為移動機構(gòu)，利用彈性體的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動驅(qū)動機器人體前進，很好的解決了微小型化的問題。然而，這也對諧振足的頻率特性提出了較高的要求。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)諧振足的彎曲和扭轉(zhuǎn)固有頻率集中在一較窄的頻帶時，諧振足具有較好的動力學(xué)性能，最理想的情況是使彎曲和扭轉(zhuǎn)固有頻率值相等。為了使諧振足滿足這一頻率要求，結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化是一個很好的解決工具，也是目前結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域研究的難點和熱點。開展這方面的研究有重大的理論指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。

2、
　　本文首先研究了基于遺傳算法的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法，采用結(jié)構(gòu)連通性分析，提高了有限元分析的效率。針對二進制編碼產(chǎn)生的不連通結(jié)構(gòu)、棋盤格式，采用可行解變換法和分層罰函數(shù)的方法，很好的解決了結(jié)構(gòu)不連通性和棋盤格式的產(chǎn)生。
　　針對遺傳算法作為全局優(yōu)化算法在收斂速度方面的不足，本文研究了一種雙向漸進結(jié)構(gòu)局部優(yōu)化算法，采用分層優(yōu)化的思想，用遺傳算法進行粗優(yōu)化，用雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高了算法收斂速度；另外，采用小生境隔離策略，獲得了多