基于LED路燈透鏡設(shè)計(jì)的自由曲面算法研究 u6h"=l {
\hv1" WaJ
在LED照明問題中,如何根據(jù)照度分布要求來設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)它的自由曲面面型一直是一個(gè)非常重要的問題。現(xiàn)有的關(guān)于自由曲面的設(shè)計(jì)方法主要有數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)方法,幾何設(shè)計(jì)方法以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。自由曲面設(shè)計(jì)方法的研究在國(guó)內(nèi)盡管起步較晚,但引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者們極大的學(xué)術(shù)熱情,其中也涌現(xiàn)出了許多非常出色的設(shè)計(jì)方法。然而,由于出于商業(yè)保密的原因,一些效果出色的算法未有公開,不能普及于工業(yè)屆的應(yīng)用。由于本課題結(jié)合一個(gè)具體的應(yīng)用需求,且最終目的是要搭建能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化的自由曲面設(shè)計(jì)平臺(tái),故此,本文的主要工作將分為兩大部分。其一,本文將主要著眼于自由曲面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究,以此保證曲面的可加工性。其二,整個(gè)優(yōu)化流程的編寫,以此保證非專業(yè)人士經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后亦可使用。論文首先介紹了自由曲面設(shè)計(jì)算法的研究意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,其中,對(duì)與基于經(jīng)緯劃分的自由曲面設(shè)計(jì)方法和龍格庫(kù)塔方法進(jìn)行了細(xì)致的介紹,并給出了設(shè)計(jì)實(shí)例。接著闡述了自由曲面的表述方式。然而,本論文的主要內(nèi)容并不著重于研究自由曲面在軟件中的表述方式。而是結(jié)合公司的合作項(xiàng)目要求提出了基于照度反饋的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法以及基于最優(yōu)化方法的自由曲面優(yōu)化設(shè)計(jì)算法。大致的思路與算法流程圖在第4章中有詳細(xì)的敘述。在每一節(jié)的末尾處,根據(jù)所提出的優(yōu)化算法,設(shè)計(jì)了一種均勻照明的LED路燈透鏡。在分析總結(jié)之前的工作之后,在第五章中,又提出了新的優(yōu)化算法。需要說明的是,首先,由于自由曲面在二次開發(fā)平臺(tái)中的表述問題,本論文的后半段工作更換到了其他軟件中去。其二,為了能夠使設(shè)計(jì)過程更為靈活,優(yōu)化算法每次反饋過程中自由曲面的計(jì)算方法由原本的基于經(jīng)緯劃分的自由曲面構(gòu)造方法改為龍格-庫(kù)塔設(shè)計(jì)方法。同樣,在第五章的結(jié)尾處,給出了設(shè)計(jì)實(shí)例。并對(duì)該實(shí)例的結(jié)果進(jìn)行了分析。最后,是對(duì)課題的總結(jié)和展望。
