基于Matlab和ANSYS并行的微电热驱动器结构优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Matlab和ANSYS并行的微电热驱动器结构优化设计方法，该方法主要包括如下步骤：（1）在Matlab中运行优化算法，给出结构参数的可行解，并传递给ANSYS；（2）然后ANSYS根据当前给定的结构参数值进行适应度值计算，并传递给Matlab；（3）Matlab根据适应度值重新给出结构参数的可行解。（4）不断重复上述步骤，直到满足收敛条件，找到相对最优结构尺寸。该技术有效解决了在以Matlab作为控制台调用ANSYS程序对微电热驱动器仿真优化时，频繁调用所出现的ANSYS程序运行不稳定的情况并导致优化算法运行终止的问题。致优化算法运行终止的问题。致优化算法运行终止的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于Matlab和ANSYS并行的微电热驱动器结构优化设计方法


[0001]本专利技术属于微电热驱动器的结构优化领域，特别是基于Matlab和ANSYS并行对微电热驱动器进行结构优化。
技术背景
[0002]作为微光机电(MOEMS)光逻辑控制系统中的重要部件，U型微电热驱动器的工作原理如图1所示。图中，接收光纤和传输光纤在光纤槽中分别为完全固定和半固定状态。初始时刻，传输光纤和接收光纤处于错开状态，执行器与传输光纤脱离接触，此时开关处于断开状态；在电压作用下，U型微电热驱动器向上运动，与传输光纤发生接触并推动其运动，当传输光纤与接收光纤完全重合时，光路导通，此时开关处于闭合状态。假设在电压作用下，微电热驱动器的位移为 D，对微电热驱动器进行优化的目的，就是让其在电压下产生相近位移D时所输出的力F最大。但以Matlab作为控制台调用ANSYS程序仿真对微电热驱动器进行结构优化时，这种程序串行运行方法存在以下缺点：频繁调用会出现ANSYS 程序运行不稳定的情况，导致Matlab无法获取适应度值；由于种群初始化时易出现不合理的结构尺寸，ANSYS运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Matlab和ANSYS并行的微电热驱动器结构优化设计方法，其特征在于包括以下步骤：a)将U型微电热驱动器中热臂W
h
、冷臂W
c
、柔性臂宽度W
f
和柔性臂长度L
f
做为U型微电热驱动器结构优化设计中的尺寸变量，驱动器剩余的尺寸参数定为恒定值，建立数学模型表达为：式中，优化目标分别为外力F和位移D，D0为目标位移，δ为位移允许误差；b)在Matlab中将控制信号参数i初始化i＝0,并将U型微电热驱动器的尺寸变量热臂W
h
、冷臂W
c
、柔性臂宽度W
f
和柔性臂长度L
f
参数初始化；同时启动ANSYS将控制信号参数j、k初始化j＝1,k＝0，等待接收Matlab提供的参数；c)Matlab中信号参数i更新i＝i+1并传入ANS...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂伟荣，孙志龙，陈浩，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：