演化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、該論文主要研究演化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)上的應(yīng)用.多年以來(lái),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新程度,是人們所追求的目標(biāo).然而,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法存在著過(guò)于依賴經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)以及缺乏創(chuàng)新等缺點(diǎn),因此很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求.20世紀(jì)90年代中期,演化設(shè)計(jì)方法的提出,為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)開辟了一條有效的途徑.演化設(shè)計(jì)方法是從仿生學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它將問(wèn)題的解表示成演化個(gè)體的形式,通過(guò)模擬自然界優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化過(guò)程,來(lái)尋求問(wèn)題的

2、最佳設(shè)計(jì)方案.演化設(shè)計(jì)方法以演化算法或演化思想為理論基礎(chǔ),具有較強(qiáng)的自組織、自適應(yīng)能力,同時(shí)具有并行性和全局性等特點(diǎn).目前,演化設(shè)計(jì)方法已經(jīng)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、人工生命以及智能機(jī)器人設(shè)計(jì)等領(lǐng)域,并取得了令人矚目的進(jìn)展.近年來(lái)興起的關(guān)于演化設(shè)計(jì)方法的研究主要集中在國(guó)外,尚沒(méi)有形成系統(tǒng)的理論和方法,有待進(jìn)一步發(fā)展.該文在查閱和分析國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,主要研究了演化設(shè)計(jì)的基本原理及實(shí)現(xiàn)方法,并將其應(yīng)用于機(jī)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)中.該文主要

3、研究工作如下:(1)綜述和分析了近年來(lái)的演化設(shè)計(jì)方法.包括綜述其研究進(jìn)展,歸納和分析了演化設(shè)計(jì)方法的內(nèi)涵、類型及其基本實(shí)現(xiàn)方法.討論了用于行為控制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的演化模型的設(shè)計(jì).(2)在分析了Lipson等的演化設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,研究其具體實(shí)現(xiàn)方法,最后給出機(jī)構(gòu)演化設(shè)計(jì)實(shí)例.(3)以壓電驅(qū)動(dòng)式微夾鉗的設(shè)計(jì)為例,在對(duì)微夾鉗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,推導(dǎo)出簡(jiǎn)化傳動(dòng)分析計(jì)算公式,并應(yīng)用有限元分析和實(shí)物測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,應(yīng)用演化算法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化