基于MATLAB的汽車燈光優(yōu)化分析
基于MATLAB的汽車燈光優(yōu)化分析,基于,matlab,汽車,燈光,優(yōu)化,分析
畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (論文 ) 報(bào)告 (論文 )題目: 基于 汽車燈光 優(yōu)化分析 作者所在系部: 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè): 車輛工程 作者所在班級: 作 者 姓 名 : 宋應(yīng)紅 作 者 學(xué) 號 : 2010322206 指導(dǎo)教師姓名: 白亞雙 完 成 時 間 : 2017 年 6 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 I 摘 要 汽車是現(xiàn)代人類生活中的重要工具,汽車在生活中的使用變得頻繁。那么,它的安全性是人們非常重視的。汽車的燈光系統(tǒng)是汽車的重要組成部分,它保證行車安全,提高行駛速度,還可以在汽車轉(zhuǎn)彎、超車、會車和停車時作為表達(dá)駕駛員意圖的工具。汽車車燈光源是核心部分 [1][2][3]。本文基于 件對車燈光源功率和照亮區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化分析。 關(guān)鍵詞: 燈光優(yōu)化 源功率 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 an in in is is an of it in is as a of of of he to 錄 摘 要 ................................................................................................................. I 目 錄 .................................................................................................................. 1 章 緒論 .......................................................................................................... 1 題背景 .................................................................................................. 1 汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 ................................................................. 1 汽車燈光中的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景 ......................................... 1 第 2 章 問題分析 .................................................................................................. 3 型假設(shè) ................................................................................................. 3 型符號說明 ......................................................................................... 3 第 3 章 點(diǎn)光源直射光形成的錐面方程確定 .................................................... 4 轉(zhuǎn)拋物面的方程確定 ......................................................................... 4 光源直射光錐面方程的確定 ............................................................. 4 源直射功率有效值計(jì)算 ..................................................................... 6 射光總功率計(jì)算 ................................................................................ 11 第 4 章 測試屏上直射光的亮區(qū)模型建立 ........................................................ 13 章導(dǎo)讀 ............................................................................................... 13 區(qū)模型建立 ........................................................................................ 13 域 任意一點(diǎn)處的光照強(qiáng)度計(jì)算 ............................................. 15 域 任意一點(diǎn)出的光照強(qiáng)度確定 ............................................ 16 域 任意的一點(diǎn)的光照強(qiáng)度確定 ........................................... 18 域 任意的一點(diǎn)的光照強(qiáng)度確定 ................................ 19 射光區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)出的光照強(qiáng)度確定 ....................................... 21 總結(jié) ...................................................................................................................... 27 致 謝 .................................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 29 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 題背景 汽車頭部的車燈的形狀是一個旋轉(zhuǎn)拋物面,汽車燈的水平正前方與旋轉(zhuǎn)拋物面的對稱軸重合,拋物面的開口半徑為 38度 過車燈的焦點(diǎn),在與對稱軸相垂直的水平方向,對稱地放置長度為 4線光源,線光源均勻分布。在焦點(diǎn) F 正前方 25 米處的 A 點(diǎn)放置一測試屛,屏與 直 。 [4] 汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 汽車產(chǎn)品在生產(chǎn)和制造的過程中,任何一道工序都需要離精細(xì)的加工和打磨,每一個微小的失誤都有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯誤而無法驗(yàn)收,甚至造成重新返工,這樣不僅延長生產(chǎn)的周期,還帶來了經(jīng)濟(jì)的損失。 可以在造出實(shí)車之前,通過虛擬仿真技術(shù),看到遇到的問題,并找到合適的解決方案 。 汽車燈光中的優(yōu)點(diǎn)和發(fā) 展前景 優(yōu)點(diǎn): ( 1) 提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。在產(chǎn)品的開發(fā)研究中,通過虛擬樣機(jī)來尋找最優(yōu)設(shè)計(jì),追求全性能最佳。 ( 2) 減短產(chǎn)品的開發(fā)周期。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā),要經(jīng)歷方案設(shè)計(jì) — 圖樣設(shè)計(jì)— 樣機(jī)制造 — 工藝設(shè)計(jì)(尋找最合適的樣機(jī)) — 測試性能 — 投產(chǎn),出現(xiàn)問題就需要往復(fù)循環(huán),而且樣機(jī)的制造,工藝測試都要花費(fèi)很久的時間。而應(yīng)用 以同時對多個方案進(jìn)行性能模擬預(yù)測,找到最佳方案。在圖樣階段,對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,及早解決一些工藝設(shè)計(jì),加工制造中的一些問題。 ( 3) 降低開發(fā)費(fèi)用。用仿真代替樣機(jī)或?qū)嶓w模型試驗(yàn),可以節(jié)省大量的開發(fā)費(fèi)用。 發(fā)展前景 : 由美國 司發(fā)布的主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中,為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案 ,解決了實(shí)際應(yīng)用的費(fèi)時, [5]經(jīng)濟(jì)的節(jié)約問題。在科研方面、在地產(chǎn)方面、在醫(yī)學(xué)方面等等。 擬仿真的產(chǎn)品更安全、更直觀、更北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 有吸引力。越來越多的領(lǐng)域?qū)⒁梅抡婕夹g(shù)。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 第 2 章 問題分析 由于光源與反射面的距離與光源寬度相比較小,因此不能把光源 作為一個點(diǎn)光源處理。為了方便處理,將燈絲當(dāng)作長度一定、發(fā)光均勻的線光源,就可以把燈絲看作由若干個微小段組成,微小段相對于反射面的距離很小,可以看作點(diǎn)光源,用點(diǎn)光源積分處理。燈光光源發(fā)出的光線由旋轉(zhuǎn)拋物面反射后的光線一般互相不平行,所以需要按照光的反射定律,求出反射光線。 功率直射的有效值:點(diǎn)光源照射到物體上,以點(diǎn)光源為圓心作出一個球面,則光源射到物體上的光線在球面上的投影曲面面積與球面面積之比。是功率直射的有效值。 功率比值:光源射到兩物體上的光功率有效值之比,稱為光源射到兩物體上的光功率之比,即兩物體在小 球面上投影的曲面面積之比 [6]。 型假設(shè) 均勻 的 ; 個單位; 型符號說明 L: 線光源長度(單位: 文中取 4 光源的功率值,計(jì)算中取 1; 2:線光源直射光線和反射光線功率; R:直射光線總功率與反射光線總功率的比值; P( 0, w, 16):線光源上的一點(diǎn),其中 22- ?? w ; C )( 2016,,00 試屏上的點(diǎn);北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 第 3 章 點(diǎn)光源直射光形成的錐面方程確定 轉(zhuǎn)拋物面的方程確定 圖 3轉(zhuǎn)拋物面 如圖 3示, M、 N 為車燈邊沿所在平面與拋物面、平面 交點(diǎn),因?yàn)?拋物面的母線,設(shè)母線方程為: 2z ( 3[7] 根據(jù) M 的位置關(guān)系,把點(diǎn) M 的坐標(biāo)為 ( 0, 38, 帶入 2z 可得 p=641,并可求得焦點(diǎn) F 的坐標(biāo)為( 0, 0, 16)。 由高等數(shù)學(xué)知識可求得,母線繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)所形成的旋轉(zhuǎn)拋物面方程為: )(22 ? ( 3 由于線光源經(jīng)過焦點(diǎn)并且與 y 軸平行,所以有線光源上任意一點(diǎn) P 的坐標(biāo)是( 0, w, 16),并 且 2? 。 光源直射光錐面方程的確定 從 ( 0, w,16) 點(diǎn)的點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)過拋物面開口能形成一個錐面,該錐面的頂點(diǎn)坐標(biāo) P,準(zhǔn)線是旋轉(zhuǎn)拋物面開口形成的圓,即: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 ?????? 點(diǎn)光源 P 直射光形成的錐面如圖 圖 3點(diǎn)光源直射光錐面 在錐面上的任意一點(diǎn) A( x, y, z),母線 參數(shù)方程為: ??????????????6(16)(00X?)(( 設(shè) 準(zhǔn)線的交點(diǎn)是 )( ’000 ,,P 與其對應(yīng)的參數(shù)為0t,所以; ??????????????0000000)16(16)()0(0 還滿足方程: ???????? 由上面解得: 1 )(000 ?? ??????? zz 把 帶入準(zhǔn)線方程,就可求得準(zhǔn)線方程是: ? ? ? ? 22 ????????????? ???? 16?z ( 000 ,, 6 源直射功率有效值計(jì)算 點(diǎn)光源 P 射到測試屏上的直射光功率和點(diǎn)光源的光線總功率的比值稱為功率直射有效值。記成 )( 。 計(jì)算方法 :以球心是點(diǎn)光源 P 做一個半徑為0射到測試屏的光線在小球面上的投影面積為 )(1 則小球面的面積是 200 4 ?,所以有: 2011 4)(R ?)( ( 為了方便計(jì)算,小球面的半徑取 1。 錐面方程的標(biāo)準(zhǔn)化: ? ? ? ? 22 ????????????? ???? 平移變換為: ??????????61'''上面平移變換之下,變成: 0'44-' 222 ??????? ?? 令 :222 '')',','( ??? ( 這 是一個二次型方程,用正交變換的方法化成標(biāo)準(zhǔn)型。 [8]?????????????????? 的三個特征值: 輸入程序: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 % w A=[1 0 0;0 1 w/ w/w^2)/()]; [D,V]=) 運(yùn)行輸出結(jié)果: D=[1,0,0] [0,-(2*(w^2(13*w)-(13*(((4*w^2w+5945)*(4*w^2+304*w+5945))^(1/2)/338-(2*w^2)/169+5607/338))/(2*w),(13*(((4*w^2w+5945)*(4*w^2+304*w+5945))^(1/2)/338+(2*w^2)/16938))/(2*w)-(2*(w^2(13*w)] [0,1,1] V=[1,0,0] [0,(2*w^2)/169-((4*w^2w+5945)*(4*w^2+304*w+5945))^(1/2)/33838,0] [0,0,((4*w^2w+5945)*(4*w^2+304*w+5945))^(1/2)/338+(2*w^2)/16938] 整理結(jié)果如下: 11?? 33856073 5 3 4 3 0 2 54 4 8 5 616 3 4 3 0 2 54 4 8 5 616424232422?????????該準(zhǔn)面在正交變換的標(biāo)準(zhǔn)型可設(shè)為: 0'''''' 232221 ??? ?? ( 錐面方程為:0'',/''''''232322 ????? ? ( 令: 23232 /, ??? ???? 則錐面方程可以表示為: 0'''''' 22 22 2 ??? ( 接下來確定圓錐面截下單位球面部分的面積 )(1 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 設(shè)單位小球面的方程為: 1'''''' 222 ??? 所求曲面在 面內(nèi)的投影區(qū)域是: ? ??????? ??????? ???????? ?? 11111:, 2222 于是: ?? ???d xd 21 1)( d xd xd ???????????????????????????? 因?yàn)楹?22 的形式,可以用極坐標(biāo)代換 : ,s in,c o s ?? ?積分區(qū)域被變換為:????? 20},1s i ,{( 22222 ????????? ?????? ???? r ( 所以: ?? d r? ? ?? 20 0 21 1 1)( ( 其中, 2/122221 s ?????? ?????? ???? ?根據(jù)題目的條件和問題的特殊性,簡化問題計(jì)算。 回到二次型矩陣的特征值計(jì)算結(jié)果,分析得出: 0,0,0 321 ??? ??? 考慮 12-?? 的極值分布,設(shè): ]2,2[2,1338 5 6 0 73 5 3 4 3 0 2 54 4 8 5 6164)( 24212 ?????????? ? ( 可見 )(偶函數(shù),經(jīng)過配方為: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 ]2,2[2,13 3 8 5 6 0 71 9 7 65 6 0 744)( 2222 ???????? )( (求導(dǎo)的: )1976)56074(77689712643888()('2222????? 7 6)5 6 0 74(7761 9 7 6)5 6 0 74(168 9 7 1 264???????近似的處理特征值程序如下: w 4*w^2+(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)388fw,w) 2*w)/97-(w^3+89172*w)/(776*(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)) 0 fw,w,2) 35164937^(1/2)/388 - 5979/388 er=(4*w^2+(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)338); er,w); er,w,35164937^(1/2)/388 - 5979/388)/(35164937^(1/2)/338 - 5591/338) 整理程序: 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 w 4*w^2+(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)388fw,w) fw,w,2) er=(4*w^2+(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)338); er,w); er,w,整理輸出結(jié)果: 2*w)/97-(w^3+89172*w)/(776*(16*w^4w^2+35343025)^(1/2)) 5164937^(1/2)/38888 35164937^(1/2)/38888)/(35164937^(1/2)/33838) 此解小于 0 唯一駐點(diǎn) w=0, 12-?? 的絕對值不超過 以取 12 ?? ? =1,此時的相對誤差: 560719765607445995197656074412242222222???????????)()(? 經(jīng)過計(jì)算,得到 030.0?問題中,取 λ 112 ???? ,從而322 ???? 算 )( ,2111?。 經(jīng)過近似后,可以計(jì)算 )( 程序是: a t r1 r (1+1/(a^2))^(1/2); Sw=r/),r,0,t,0,2*運(yùn)行程序結(jié)果: 2*(1/(a^2+1))^(1/2)整理結(jié)果得: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 )11 220 0 21 1 ???? ? ? ad r r (??? ( 因此,在點(diǎn)光源 P 的直射有效值功率的問題中計(jì)算中,可近似的取: )1 11(214 )()( 211 ??? ? ( 所以,點(diǎn)光源 P 的功率是 P( w) ,到達(dá)測試屏的直射光線部分的功率是: )()()( 11 ( 射光線部分的功率為:)()( 12 (? ( 射光總功率計(jì)算 建立直射光的功率模型圖: 圖 3射光總功率 如圖所示,在燈絲上取一點(diǎn) P( 0, w, 16) ,并沿?zé)艚z微元 1P( 0, w+6) ,則 1長度是 發(fā)光燈絲 1作 P ( 0, w,16)處的點(diǎn)光源,它的發(fā)光功率為: )( ? ( 由點(diǎn)光源直射光功率公式,在點(diǎn) P( 0, w, 16)的直射光線功率微元為: 1 11(2)( 201 ??? ( 所以,全段燈絲的直射光線總功率為: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 ? ??? 22- 201 )1 11(2 ( 其中有: 338)56071976)56074(222232??????? ( 射光線的總功率為: 102 ? (射光總功率與反射光總功率的比值為: 21 (求解全段燈絲的直射光總功率公式定積分,由于 L=4, 10?以: ????????????22- 222222- 222211976)56074(99554(388416074(99554(38881(對上面積分,利用 值積分函數(shù) 算,程序如下:(w)(388)^(1/2)./(-(4*w.^2((4*w.^2+5607).^2+1976^2).^(1/2)).^(1/2); I1=,2); *2=1=2 結(jié)果如下: 2==理結(jié)果為: =此可得出,直射光線總功率與反射光線總功率的比值是 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 第 4 章 測試屏上直射光的亮區(qū)模型建立 章導(dǎo)讀 本章需要求解燈光亮區(qū)問題,所以需要了解線光源功率的度量問題。根據(jù)所學(xué)光學(xué)知識,光源的功率 P 與發(fā)光強(qiáng)度及線光源產(chǎn)生光通量成正相關(guān),所以可以用發(fā)光強(qiáng)度 I 來衡量光源的功率。 區(qū)模型建立 分析測試屏上直射光線的區(qū)域, P( 0,w,16)處點(diǎn)光源發(fā)出的直射光線形成的錐面方程是: ? ? ? ? 22 ????????????? ???? (該錐面與測試屏 z=2016 的交線是: ? ? ? ?????????????? ??????? ????z 值代入上式,得到方程:? ? ? ???????????????????? ??2016 0 1 0 1 6 . 25 0166. 525 016 50 ,, w)為圓心, 為半徑的圓。因此, P( 0, w, 16)處點(diǎn)光源發(fā)出的直射光在測試屏上的區(qū)域是一個圓形。 隨著點(diǎn) P( 0, w, 16)在直線?????160,從 y= y=2 運(yùn)動,測試屏上亮區(qū)的圓心在直線 ?????162500 如圖: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 圖 4試屏上直射光區(qū)域 該區(qū)域邊界由直線段 弧 線段 弧 成,各線段的方程分別為: 直線段 ?????????????? D: 0 16( 0 16(,2 5 0 162 5 0 ?????????????? ????????????016520,)) 222????????????016520)) 222從燈絲發(fā)出的直射光線在測試屏上的亮區(qū),并不是燈絲任意一點(diǎn)發(fā)出的直射光都能到達(dá)亮區(qū)的任意一點(diǎn),亮區(qū)中的點(diǎn)分為兩個不一樣的部分。 如圖: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 4 射光區(qū)域圖中 絲發(fā)出的直射光線能照射到區(qū)域中的任意一點(diǎn),該區(qū)域是兩個圓形區(qū)域的相交部分,兩圓在 z=25016 的平面上,分別有方程表示: 222 )) ?????? (22 ))( ????? (?????????????????????25016)()222222 ),,( 2 5 0 1 60)) 0 1 6(-)2 5 0 0 G 221 ???),,( 2 5 0 1 60)) 0 1 6(-)2 5 0 0 221 ??? 域 任意一點(diǎn)處的光照強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)亮區(qū)中的一點(diǎn) T )( 2016,,00 1 中,則點(diǎn) T 與點(diǎn) P(0,w,16)的距離為: 220202 2 5 0 0 0)( ???? T 與平面 z=25016 之間夾角的余弦值為: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 2202022 5 0 0 0)(2 5 0 0 0c o s???? 因此,點(diǎn)光源 P( 0, w,16)直射到點(diǎn) T 的光照強(qiáng)度為: 2/3220201 )2 5 0 0 0)-(()(2 5 0 0 0 ??? r (中, P( w)是點(diǎn)光源的功率。利用微元法,可求出線光源上的所有點(diǎn)在點(diǎn) T )( 2016,,00 ? ? ??? 2 2 2/322020 0001 )2 5 0 0 0)-(( 2 5 0 0 02 5 0 1 6,, r )( (射光線區(qū)域 的點(diǎn)光照度的積分求解程序: x y w I1=(x^2+(2+25000^2)^(3/2),w) 1,w,2); 1,w, Iv= 結(jié)果如下: ((x^2+625000000)*((2+x^2+625000000)^(1/2)) y*((2+x^2+625000000)^(1/2)(y+2)^2+x^2+625000000)^(1/2)+2*((2+x^2+625000000)^(1/2)+2*((y+2)^2+x^2+625000000)^(1/2),1/((2+x^2+625000000)^(1/2),1/((y+2)^2+x^2+625000000)^(1/2),1/(x^2+625000000)] 整理結(jié)果: ??????????????????? 2202002202002200001(225000)2(2)25000(25000)25016,,((域 任意一點(diǎn)出的光照強(qiáng)度確定 區(qū)域 平面 z=25016 中包含在一個圓形區(qū)域內(nèi)部: 222 ))( ????? 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 但在下列圓形區(qū)域外: 222 ))( ????? 所以 對于區(qū)域 : ?????????????????????25016))(2222221 相似,點(diǎn)光源 P( 0, w, 16)直射到點(diǎn) T 的光照強(qiáng)度是為: 2/32202021 )2 5 0 0 0)(()(2 5 0 0 0 ???? r (中, P( w)是點(diǎn)光源功率。 確定線光源能夠直射到 的光線有哪些; 當(dāng) w 從 2 時,由點(diǎn) P( 0, w, 16)出點(diǎn)光源發(fā)出的直射光從直射光區(qū)域圖最上面的圓形區(qū)域平移到最下面的圓形區(qū)域。 對于 點(diǎn) T )( 2016,,00 w=,有點(diǎn) P( 0, w, 16)處點(diǎn)光源發(fā)出的直射光線能到達(dá)該點(diǎn);當(dāng) w 從 化到某個 時,由點(diǎn) P( 0, w, 16)處點(diǎn)光源形成的直射光線亮區(qū)的邊界圓周正好通過點(diǎn) T )( 2016,,00 w> T )( 2016,,00 ( 0, w, 16)處點(diǎn)光源形成的直射光亮區(qū)的邊界圓周之外,因此,用微元法, 的點(diǎn) T 的光照強(qiáng)度為: ? ??? 02- 2/322020 00021T )2 5 0 0 0)-(( 2 5 0 0 02 5 0 1 6,, wD ( (4.8)確定方法, 找出過點(diǎn) T )( 2016,,00 在 z=25016 的平面內(nèi),以點(diǎn) )(00,半徑為 的圓,確定圓與直線 x=0 的交點(diǎn) 方程組: ????????????00,)2 5 0 ()( 22002( 0, w, 16)點(diǎn)光源與測試屏上形成的亮區(qū)圓心關(guān)系: 5 ?北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 從而求出0w,求得: ???????? ??????20200 ) 21 中的點(diǎn)的光照度積分求解程序:x y w I1=(x^2+(2+25000^2)^(3/2),w); (y+((38/5000)^2)^(1/2)); 1,w,2); 1,w, Ev= v),x,’D(i),JD(i))'),y,'D(i),JD(i))') 域 任意的一點(diǎn)的光 照強(qiáng)度確定 區(qū)域 平面 z=25016 中包含在一個圓形區(qū)域內(nèi)部: 222 ))( ????? 但在下列圓形區(qū)域外: 222 ))( ????? 所以 對于區(qū)域 : ?????????????????????25016))(22222222 相似,通過 的光照強(qiáng)度的相似方法求出點(diǎn)光源 P( 0, w,1 直射到點(diǎn) T 的光照強(qiáng)度是為: ? ??? 2 2/322020 00022T 0 )2 5 0 0 0)-(( 2 5 0 0 02 5 0 1 6,, wD ( (其中: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 ???????? ??????20200 ) 22 點(diǎn)的光照強(qiáng)度積分求解程序如下: x y w I1=(x^2+(2+25000^2)^(3/2),w); (38/5000)^2)^(1/2)); 1,w,2); 1,w, Ev= v),x,'D(i),JD(i))'),y,'D(i),JD(i))') 域 任意的一點(diǎn)的光照強(qiáng)度確定 區(qū)域 平面 z=25016 內(nèi)的圓: 222 )) ?????? )( ????? B: 0 16( 0 16(,2 5 0 162 5 0 ?????????????? D: ?????????????? 此對于區(qū)域 描述為: 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 ???????????????????? ??????????????????????)23??????????????? ????????????????????????? 0 1 6(2 5 0 0 0 0 5 0 0 0 1 6(()2 5 0 0 0 1 6((2323、 的任意一點(diǎn) T )( 2016,,00 w=,由 P( 0, w,25016)處點(diǎn)光源發(fā)出的直射光線不能到達(dá)該點(diǎn),當(dāng) w 從 化到0點(diǎn)光源形成的直射光區(qū)域的邊界正好到達(dá) T )( 2016,,00 w 從0 ( 2016,,00 當(dāng) w 達(dá)到某個 1w ( 1w 大于等于0w)時,點(diǎn)光源形成的直射光區(qū)域的邊界正好到達(dá) T )( 2016,,00 w>,點(diǎn) T )( 2016,,00 此,利用微元法, 點(diǎn) T 的光照強(qiáng)度為: ? ??? 2/322020 000D 2423T )2 5 0 0 0)-(( 2 5 0 0 02 5 0 1 6,, wD (、 (其中0w, 1w 的確定方法與 的方法類似,10,z=25016 平面內(nèi)以點(diǎn) T )( 2016,,00 徑為 的圓與直線 x=0 的兩個相交點(diǎn)對應(yīng)。他們的值為: ???????? ??????20200 ) ?????? ?????20201 ) 22 點(diǎn)的光照強(qiáng)度積分求解程序如下: 華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 x y w I1=(x^2+(2+25000^2)^(3/2),w); (y+((38/5000)^2)^(1/2)); (38/5000)^2)^(1/2)); 1,w, 1,w, Iv= v),x,'D(i),JD(i))'),y,'D(i),JD(i))') 射光區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)出的光照強(qiáng)度確定 綜上所述,直射光區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)的光照強(qiáng)度為: ???????????2423),(22),(12),(,1),(,)25016,,(0024230022002100100,、因此,直射光區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)的光照強(qiáng)度是關(guān)于坐標(biāo)點(diǎn)(00,二元非負(fù)函數(shù),我們可以通過二元函數(shù)的空間曲面來展示光照強(qiáng)度。(也可以用梯度線,梯度向量來展示)。 直射光區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)的光照強(qiáng)度求解程序如下: %直射光的光照度計(jì)算 功率 ; %線光源長度 L=4; %整個亮區(qū)的矩形范圍 38*25000/000:38*25000/(38*25000/*(1000:(38*25000/*( %區(qū)域 的點(diǎn)( x0,5016) [0]=x0, 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 E0=0)); [D]=2+(^2=(38*25000/2)); i=1:D) D(i),JD(i))=(D(i),JD(i))^2+D(i),JD(i))^2+4*D(i),JD(i))+625000004)^(1/2)*D(i),JD(i))+304451652452455*(D(i),JD(i))^2+D(i),JD(i))^2+4*D(i),JD(i))+625000004)^(1/2)*(48745785123966930(ID(i),JD(i))^2)^(1/2)+2*(348449119428701635706449676008113452089344*D(i),JD(i))^2+348633197757117393660201734482670062403584*D(i),JD(i))^20(ID(i),JD(i))*(48745785123966930(ID(i),JD(i))^2)^(1/2)+217781166658024909840441558307262072833108122128325)^(1/2)+(348449119428701635706449676008113452089344*D(i),JD(i))^2+348633197757117393660201734482670062403584*D(i),JD(i))^20(ID(i),JD(i))*(48745785123966930(ID(i),JD(i))^2)^(1/2)+217781166658024909840441558307262072833108122128325)^(1/2)*D(i),JD(i)))/(D(i),JD(i))^2+625000000)/(348449119428701635706449676008113452089344*D(i),JD(i))^2+348633197757117393660201734482670062403584*D(i),JD(i))^20(ID(i),JD(i))*(48745785123966930(ID(i),JD(i))^2)^(1/2)+217781166658024909840441558307262072833108122128325)^(1/2)/(D(i),JD(i))^2+D(i),JD(i))^2+4*D(i),JD(i))+625000004)^(1/2); 區(qū)域 的點(diǎn)( x0,5016) [D]=2+(^2>=(38*25000/2) & (2+(2501
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