基于MATLAB的汽車(chē)燈光優(yōu)化分析
基于MATLAB的汽車(chē)燈光優(yōu)化分析,基于,matlab,汽車(chē),燈光,優(yōu)化,分析
1 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 論文 (設(shè)計(jì) )題目 基于 汽車(chē)燈光優(yōu) 化分析 作者所在系 別 機(jī)械工程 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 宋應(yīng)紅 作 者 學(xué) 號(hào) 201322206 指導(dǎo)教師姓名 白亞雙 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 講師 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 說(shuō) 明 2 1． 根據(jù)學(xué)校《畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告》。開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 開(kāi)題報(bào)告 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)教研室論證審查后生效。 開(kāi)題報(bào)告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫(xiě)。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞 ，須注出全稱(chēng)。 4．開(kāi)題報(bào)告中除最后一頁(yè)外均由學(xué)生填寫(xiě)，填寫(xiě)各欄目時(shí)可根據(jù)內(nèi)容另加附頁(yè)。 5． 閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻(xiàn)的書(shū)寫(xiě)應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范要求。 7．開(kāi)題報(bào)告應(yīng)與文獻(xiàn)綜述、一篇外文譯文和外文原文復(fù)印件同時(shí)提交，文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000 字左右。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開(kāi)題報(bào)告 3 學(xué)生姓名 宋應(yīng)紅 專(zhuān) 業(yè) 車(chē)輛工程 班 級(jí) 導(dǎo)教師姓名 白亞雙 職 稱(chēng) 講師 工作單位 北華航天工業(yè)學(xué)院 課題來(lái)源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用設(shè)計(jì) 課題名稱(chēng) 基于 汽車(chē)燈光優(yōu)化分析 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等） 一 、 汽車(chē)燈光的 作用和發(fā)展 前景 汽車(chē)燈光系統(tǒng)是汽車(chē)的重要組成部分，它保證行車(chē)安全，提高行駛速度。燈光系統(tǒng)還是汽車(chē)超車(chē)、轉(zhuǎn)彎、會(huì)車(chē)及停車(chē)等示意駕駛員意圖的表達(dá)工具，還包括多種照明裝置和信號(hào)燈裝置。隨著日新月異的技術(shù)創(chuàng)新，人們的審美和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，不同領(lǐng)域的技術(shù)運(yùn)用在燈光系統(tǒng)中，汽車(chē)燈光更新替換。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)因發(fā)光效率低、光強(qiáng)弱、性能不穩(wěn)定、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，將被體積小、低熱量、高節(jié)能、利環(huán)保、多變幻的 光二極管 ）光源所替代。 二、汽車(chē)燈光的國(guó)內(nèi)外研究概況 1、汽車(chē)燈光在國(guó)外研究 1887 年，一個(gè)駕駛員在黑暗的曠野上迷路時(shí)，一位農(nóng)民用手提燈把他引回家 ,哥倫比亞號(hào)電動(dòng)汽車(chē)把電用于前燈和尾燈 , 第一代 —— 乙炔氣前照燈 ： 乙炔氣火焰的亮度比當(dāng)時(shí)的電光源所能達(dá)到的亮度高出一倍，因而，在 1925 年以前 使用的汽車(chē)前照燈幾乎全是乙炔前照燈。 第二代 —— 電光源前照燈 ： 1913 年帶螺旋燈絲的充氣白熾燈泡問(wèn)世，因其具有較高亮度， 1925 年， 電氣照明得到廣泛的應(yīng)用。第三代 —— 雙光燈芯前照燈 ：為解決在交會(huì)車(chē)時(shí)因前照燈的強(qiáng)光造成駕駛員炫目而導(dǎo)致發(fā)生交通事故和撞車(chē)的嚴(yán)重問(wèn)題 ,雙光燈芯前照燈的出現(xiàn) 。 第四代 —— 不對(duì)稱(chēng)近光前照燈 ： 1932 年美國(guó)發(fā)明了不對(duì)稱(chēng)前照燈，它是以基準(zhǔn)軸為中心，將光束一分為二，靠近來(lái)車(chē)一側(cè)的落地距離短 (即光束壓低，從而防炫 )，而另一側(cè)光束的落地距離長(zhǎng) (即光束抬高，從而增加視見(jiàn) )。 第五代 —— 鹵鎢前照燈 ： 第一批裝有鹵鎢燈泡的汽車(chē)前照燈是由法國(guó)“斯貝”公司在 1964 年生產(chǎn)的，其燈絲允許工作溫度較普通白熾燈泡高，光效增 4 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等） 加約 50%，壽命也增加一倍。此后汽車(chē)的生產(chǎn)前大燈照明也多采用了鹵鎢燈泡的原理。 第六代 —— 充氙氣燈泡 氙氣燈，燈泡內(nèi)部填充優(yōu)質(zhì)的惰性氣體氙氣，并選擇高品質(zhì)的鎢絲和優(yōu)質(zhì)的石英玻璃管，使燈泡的使用壽命和亮度發(fā)揮極至 。 第七代 —— 氙氣燈泡 ： 氙氣燈采用高電壓放電技術(shù)將氙氣 ( 灌入石英內(nèi)管， 再透過(guò)精密安定器通過(guò)三次變壓將 12 伏特電力瞬間提高至 23000 伏特以上，激發(fā)管內(nèi)的氙氣電子游離，在兩電極間形成一束超強(qiáng)電弧光持續(xù)發(fā)光，使光色更亮。 2、 汽車(chē)燈光在國(guó)內(nèi)的研究 我國(guó)汽車(chē)照明是近十年隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的行業(yè)。幾年保持快速的增長(zhǎng)，伴隨著與國(guó)外企業(yè)合資合作的研發(fā)獲得了快速發(fā)展。 1999 年國(guó)內(nèi)第一只 生產(chǎn)出來(lái)。我國(guó)已基本掌握燈具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)， 但 對(duì)高端燈具的研發(fā)有較大差距，對(duì)國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤 消化 、檢測(cè)技術(shù)有 待 提高。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù) 期成果 和 提 供 的 形式） 工作內(nèi)容： 根據(jù)光學(xué)、汽車(chē)構(gòu)造等知識(shí)建立點(diǎn)光源 直射 形成 的錐面方程、計(jì)算直射光的總功率，建立 測(cè)試屛 上直射光的亮區(qū)模型 ， 建立 測(cè)試屛 上反射光的亮區(qū)模型 ， 并利用以上模型和 車(chē) 燈光優(yōu)化分析。 最終成果： 文翻譯一篇、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一篇； 真程序 1 套 。 5 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 基于 下面的汽車(chē)車(chē)燈光源， 利用 件， 優(yōu)化 分析車(chē)燈直射光總功率與反射光總功率之比，計(jì)算測(cè)試屛上直射光亮區(qū) 和 測(cè)試屛上反射光的亮區(qū)（ 只考慮 一次反射） 。 汽車(chē) 頭部車(chē)燈的形狀為一旋轉(zhuǎn) 拋物面 ，車(chē)燈的對(duì)稱(chēng)軸水平指向正前方，其開(kāi)口半徑 38度 經(jīng)過(guò) 車(chē)燈 的焦點(diǎn)，在 與 對(duì)稱(chēng)軸相垂直 的 水平方向 ， 對(duì)稱(chēng)地放置長(zhǎng)度為 4線(xiàn)光源，線(xiàn)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(cè)試屛 ，屏 與 直。 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （ 包 括 過(guò) 去 學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境 及 協(xié) 作 條 件等） 1、 可以從圖書(shū)館借閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料； 2、 要有一臺(tái)較高 性能的電腦，便于進(jìn)行仿真試驗(yàn)； 3、 有一定的軟件應(yīng)用基礎(chǔ)，能夠較快的使 用 件； 6 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1 查閱 汽車(chē)燈光優(yōu)化 的相關(guān)資料和文獻(xiàn)，完成文獻(xiàn)綜述，完成外文翻譯，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告； 5 根據(jù)汽車(chē)構(gòu)造和光學(xué)計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù) 9 在 建立模型 13 利用以上模 型和 15 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)，按照規(guī)范編寫(xiě)論文準(zhǔn)備答辯。 7 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 姓 名 職 務(wù)（職 稱(chēng)） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 1 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文 )題目 基于 汽車(chē)燈光優(yōu) 化分析 作者所在系 別 機(jī)械工程 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 宋應(yīng)紅 作 者 學(xué) 號(hào) 201322206 指導(dǎo)教師姓名 白亞雙 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 講師 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 2 說(shuō) 明 1． 根據(jù)學(xué)校《畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻(xiàn)綜述 應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)并經(jīng)所在專(zhuān)業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫(xiě)詞，須注出全稱(chēng)。 4．學(xué)生撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述， 閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇以上（ 土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫(xiě)格式按畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )撰寫(xiě)規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在 2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開(kāi)題報(bào)告同時(shí)提交。 3 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 基于 汽車(chē)燈光優(yōu)化分析文獻(xiàn)綜 述 摘要 ： 車(chē)燈一直被看做是駕駛員的“第二雙眼睛”，對(duì)行車(chē)安全有著重要意義。 隨著當(dāng)今社會(huì)的 汽車(chē)速度的提高 ， 車(chē)流量大， 道路安全得到了人們更高的重視，為了保證行車(chē)安全， 車(chē)輛的照明的要求也更高。還要滿(mǎn)足人們對(duì)審美意識(shí)，汽車(chē)的照明系統(tǒng)日益復(fù)雜， 大量使用。 關(guān)鍵字： 照明系統(tǒng)； to be s "of on is As in s in to To a ED 、 汽車(chē)燈光的 作用和發(fā)展 前景 汽車(chē)燈光系統(tǒng)是汽車(chē)的重要組成部分，它保證行車(chē)安全，提高行駛速度。燈光系統(tǒng)還是汽車(chē)超車(chē)、轉(zhuǎn)彎、會(huì)車(chē)及停車(chē)等示意駕駛員意圖的表達(dá)工具，還包括多種照明裝置和信號(hào)燈裝置在【 1】。隨著日新月異的技術(shù)創(chuàng)新，人們的審美和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，不同領(lǐng)域的技術(shù)運(yùn)用在燈光系統(tǒng)中，汽車(chē)燈光更新替換。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)因發(fā)光效率低、光強(qiáng)弱、性能不穩(wěn)定、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，將被體積小、低熱量、高節(jié)能、利環(huán)保、多變幻的 光二極管 ）光源所替代【 2】。 4 二、汽車(chē)燈光的國(guó)內(nèi)外研究概況 1、汽車(chē)燈光在國(guó)外研究 1887 年，一個(gè)駕駛員在黑暗的曠野上迷路時(shí)，一位農(nóng)民用手提燈把他引回家 哥倫比亞號(hào)電動(dòng)汽車(chē)把電用于前燈和尾燈 , 第一代 —— 乙炔氣前照燈 ： 乙炔氣火焰的亮度比當(dāng)時(shí)的電光源所能達(dá)到的亮度高出一倍，因而，在 1925 年以前使用的汽車(chē)前照燈幾乎全是乙炔前照燈。 第二代 —— 電光源前照燈 ： 1913 年帶螺旋燈絲的充氣白熾燈泡問(wèn)世，因其具有較高亮度， 1925 年， 電氣照明得到廣泛的應(yīng)用。 第三代 — — 雙光燈芯前照燈 ： 為解決在交會(huì)車(chē)時(shí)因前照燈的強(qiáng)光造成駕駛員炫目而導(dǎo)致發(fā)生交通事故和撞車(chē)的嚴(yán)重問(wèn)題 ,雙光燈芯前照燈的出現(xiàn) 。 第四代 —— 不對(duì)稱(chēng)近光前照燈 ： 1932 年美國(guó)發(fā)明了不對(duì)稱(chēng)前照燈，它是以基準(zhǔn)軸為中心，將光束一分為二，靠近來(lái)車(chē)一側(cè)的落地距離短 (即光束壓低，從而防炫 )，而另一側(cè)光束的落地距離長(zhǎng) (即光束抬高，從而增加視見(jiàn) )。 第五代 —— 鹵鎢前照燈 ： 第一批裝有鹵鎢燈泡的汽車(chē)前照燈是由法國(guó)“斯貝”公司在 1964 年生產(chǎn)的，其燈絲允許工作溫度較普通白熾燈泡高，光效增加約 50%，壽命也增加一倍。此后汽車(chē)的生產(chǎn)前大燈照明 也多采用了鹵鎢燈泡的原理。 第六代 —— 充氙氣燈泡 氙氣燈，燈泡內(nèi)部填充優(yōu)質(zhì)的惰性氣體氙氣，并選擇高品質(zhì)的鎢絲和優(yōu)質(zhì)的石英玻璃管，使燈泡的使用壽命和亮度發(fā)揮極至 。 第七代 —— 氙氣燈泡 ： 氙氣燈采用高電壓放電技術(shù)將氙氣 ( 灌入石英內(nèi)管，再透過(guò)精密安定器通過(guò)三次變壓將 12 伏特電力瞬間提高至 23000 伏特以上，激發(fā)管內(nèi)的氙氣電子游離，在兩電極間形成一束超強(qiáng)電弧光持續(xù)發(fā)光，使光色更亮。 2、汽車(chē)燈光在國(guó)內(nèi)的研究 我國(guó)汽車(chē)照明是近十年隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的行業(yè)。幾年保持快速的增長(zhǎng)，伴隨 著與國(guó)外企業(yè)合資合作的研發(fā)獲得了快速發(fā)展。 1999 年國(guó)內(nèi)第一只 國(guó)已基本掌握燈具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)， 但 對(duì)高端燈具的研發(fā)有較大差距，對(duì)國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤 消化 、檢測(cè)技術(shù)有 待 提高。 三、 總結(jié) 傳統(tǒng)的汽車(chē)照明系統(tǒng)主要由前照燈系統(tǒng)，信號(hào)照明系統(tǒng)，車(chē)內(nèi)照明系統(tǒng)三大部分組成。隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)也經(jīng)歷了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是實(shí)際的使用中，傳統(tǒng)的前照燈系統(tǒng)依然存在著諸多問(wèn)題，在面對(duì)復(fù)雜的道路條件和行車(chē)狀況時(shí)，交通安全仍然 5 存在巨大的隱患。因此，如何使傳統(tǒng)汽車(chē)照明智能化，駕車(chē)更安全，更舒適就成為一個(gè)十分緊迫 而又有重大現(xiàn)實(shí)意義的課題。在軟件部分，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件的整體流程，算法程序等軟件模塊，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的整車(chē)照明系統(tǒng)。通過(guò)最后的系統(tǒng)調(diào)試，保證了車(chē)輛在各種狀態(tài)下總能為駕駛員提供最佳照明，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)整車(chē)車(chē)燈的各種故障，表明了本設(shè)計(jì)方案的可行性和正確性。 參考文獻(xiàn) 【 1】關(guān)文達(dá) 第三版 械工業(yè)出版社， 2010 【 2】 舒平、姚國(guó)平 北京：北京理工大學(xué)出版社，2009 【 3】 趙福堂 北京：北京理工大學(xué)出版社， 2009 【 4】韓瑞萍，董翔宇，鄭毅，譚欣欣 燈線(xiàn)光源的優(yōu)化設(shè)計(jì) ,大連大學(xué)學(xué)報(bào)， 2004 【 5】張志涌，楊祖櫻 程 京航空航天學(xué)院出版社，2016 【 6】 石祥順 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2010 【 7】 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系 第六版 等教育出版社， 2007：77 【 8】 牛莉 第二版 國(guó)水利水電出版社， 2009 【 9】 余勝威 輛工程應(yīng)用實(shí)戰(zhàn) 華大學(xué)出版社， 2014 6 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專(zhuān)業(yè)教研室審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 1 密 級(jí) 分類(lèi)號(hào) 編 號(hào) 成 績(jī) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標(biāo) 題 文 標(biāo) 題 汽車(chē)照明系統(tǒng) 作者所在系 別 機(jī)械工程 作者所在專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí) 者 姓 名 宋應(yīng)紅 作 者 學(xué) 號(hào) 201322206 指導(dǎo)教師姓名 白亞雙 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 講師 完 成 時(shí) 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 2 譯文標(biāo)題 文標(biāo)題 汽車(chē)照明系統(tǒng) 作 者 名 馬瑞利 國(guó) 籍 文出處 輛汽車(chē)的照明系統(tǒng)包括照明及信號(hào)裝置安裝在前方、后方、兩邊，還有一部分安裝在汽車(chē)頂部。當(dāng)汽車(chē)在巷道和車(chē)流多的地方行駛時(shí)，燈光很明顯的提醒其他司機(jī)和行人注意到車(chē)輛的存在、位置、大小、方向等并知道駕駛者的意圖和行駛速度。緊急車(chē)輛常常帶有獨(dú)特的照明設(shè)備，以提醒司機(jī)和表明交通優(yōu)先。 歷史 早期的道路車(chē)輛用燃料燈作為車(chē)前照明燈。例如，第一次引進(jìn)的福特 T 型車(chē)的頭燈和尾燈是用油燈。它并沒(méi)有在市場(chǎng)上作為標(biāo)準(zhǔn)功能，經(jīng)過(guò)幾年所有車(chē)輛由電氣照明。發(fā)電機(jī)， 1908年第一次在汽車(chē)上使用， 20 世紀(jì) 20 年代普遍使用。制動(dòng)尾燈在 1915 年開(kāi)始研究， 1919 年投入使用。 1936 到 1940 年密封前照燈在美國(guó)作為唯一的標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型。自動(dòng)取消轉(zhuǎn)彎信號(hào)開(kāi)始于1940 年。到了 1945 年，大燈和信號(hào)燈被納入汽 車(chē)結(jié)構(gòu)， 1960 年，歐洲開(kāi)發(fā)了鹵素前照燈光源。 1991 年開(kāi)始制作了 燈。 1993 年，大批量生產(chǎn)的汽車(chē)上安裝了 燈。 21 世紀(jì)的前十年里， 大量增加。 光源 白熾燈泡是長(zhǎng)在所有汽車(chē)照明設(shè)備中使用的光源。許多類(lèi)型的燈泡都說(shuō)過(guò)了。由制造商使用的標(biāo)準(zhǔn)化的型數(shù)字用于標(biāo)識(shí)燈泡同規(guī)格?；乜赡芫哂幸粋€(gè)或兩個(gè)聯(lián)系人、 塑料或玻璃楔形或雙線(xiàn)循環(huán)或箍在管狀 "繩 "燈具上使用刺刀類(lèi)型。螺絲燈座燈永遠(yuǎn)不會(huì)使用在汽車(chē)應(yīng)用中由于其振動(dòng)下松動(dòng)。方向燈與內(nèi)部或外部鏡片使用無(wú)色的燈泡 ;相反，燈與無(wú)色鏡片可能使用紅色或黃色的 燈泡來(lái)為各種功能提供所需的顏色的光。 通常， 21 到 27 瓦，生產(chǎn) 280 至 570W （ 22 至 45 平均球面光） 用于停止，燈泡轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)前后霧燈，而 4 到 10 W 的燈泡，生產(chǎn) 40 到 130 W (3 到 10 平均球面光 ) 用于尾燈、 停車(chē)燈、 側(cè)標(biāo)志燈和側(cè)轉(zhuǎn)向燈中繼器。 用在汽車(chē)燈的次數(shù)越來(lái)越多。他們提供很長(zhǎng)的使用壽命，耐極端振動(dòng)，并且可以允許淺得多的包裝相比，大多數(shù)燈泡類(lèi)型的程序集。發(fā)光二極管也提供潛在的安全效益時(shí)從事停車(chē)燈，因?yàn)榻油娫磿r(shí)他們上升到充分的強(qiáng)度大約 250 毫 秒為單位 （ ? 秒） 快比白熾燈泡。此快速上升的時(shí)間，不僅提高了剎車(chē)燈，故意誤傳但可能與增加的時(shí)間作出反應(yīng)的停車(chē)燈外觀后還提供以下驅(qū)動(dòng)程序。然而，不顯示這個(gè)更快的上升時(shí)間使汽車(chē) ,剎車(chē)燈可能從追尾 。 發(fā)光二極管首先被應(yīng)用于汽車(chē)照明中心高位剎車(chē)燈，在 80 年代末開(kāi)始。采用發(fā)光二極管乘用車(chē)上的其他信號(hào)功能逐漸增加對(duì)技術(shù)和相關(guān)的樣式更新的需求。在北美， 2000 年凱迪拉克 第一輛客車(chē)，與 燈。 2002 年起亞歐菲萊斯 /雇傭了早期的 面轉(zhuǎn)信號(hào)。 2007 年奧迪 車(chē)使用兩 個(gè)條狀的光學(xué)聚焦高強(qiáng)度發(fā)光二極管為其白天運(yùn)行燈。在北美以外是世界上第一個(gè) 燈由鋁汽車(chē)照明的奧 迪 可選的。低和遠(yuǎn)光位置停車(chē)燈和前轉(zhuǎn)向燈和所有 意 思 。雷克薩 斯 能 梁位置、 側(cè)標(biāo)志燈在北美，以及 2009 年卡迪拉克凱雷德白金利用發(fā)光二極管為低和高的橫梁，以及位置和側(cè)標(biāo)志燈。梅賽德斯 S 級(jí) (根本沒(méi)有非 ，即使是在最基層的修剪。 分配的照明 3 在光的分配系統(tǒng)，光從單個(gè)源發(fā)送 維或光導(dǎo)到它在汽車(chē)所需要的地方。光導(dǎo)常用應(yīng)用到分布式光的 儀表板顯示和溢價(jià)車(chē)輛開(kāi)始使用分布式系統(tǒng)照明門(mén)鎖、 窗口控件和杯架等項(xiàng)目。此外探討了分配外部照明，高強(qiáng)度中央的光源。 緊急車(chē)輛燈 緊急車(chē)輛 火引擎、 救護(hù)車(chē)、 警車(chē)、 除雪車(chē)輛和拖車(chē)通常配有強(qiáng)烈警告燈的特定顏色。這些可能是機(jī)動(dòng)旋轉(zhuǎn)信標(biāo)、 氙氣頻閃燈、 或 列。[105] 規(guī)定的顏色不同的管轄權(quán) ;在大多數(shù)國(guó)家，藍(lán)色和紅色特別警告燈用于警察、 消防和醫(yī)療急救車(chē)輛。在美國(guó)和一些其他司法管轄區(qū)，琥珀色指示燈是拖車(chē)、 私人保安人員、 工程車(chē)輛和其他非官方的特別服務(wù)車(chē) 輛，則志愿消防員使用紅色、 藍(lán)色或綠色，根據(jù)管轄權(quán)。在美國(guó)它是違反了交通部 （運(yùn)輸部） 任何非緊急車(chē)輛 （警察 /消防 /救護(hù)車(chē)） 操作的任何一種面向前方紅燈車(chē)輛統(tǒng)一法典 。在美國(guó)的汽車(chē)僅有紅色的尾燈，也沒(méi)有藍(lán)色的燈光 ;顯示 （或不閃爍） （向前） 紅燈車(chē)輛向一名司機(jī)，走來(lái)，或后面的驅(qū)動(dòng)程序 （在后視鏡里） 表明，官方緊急車(chē)輛來(lái)，要求要產(chǎn)量，從拉到路邊，或否則擺脫其方式的驅(qū)動(dòng)程序。美國(guó)的部分州允許緊急車(chē)輛都有藍(lán)色的指示燈，可以開(kāi)啟來(lái)警告司機(jī)緊急車(chē)輛在行動(dòng) ;藍(lán)色和紅色的燈光可以被結(jié)合，向前 或面向后方也。在英 國(guó)，醫(yī)生可以用綠色的警示燈，雖然這些不允許用戶(hù)要求任何免除道路交通規(guī)例 相比，藍(lán)色的燈光，由法定的緊急服務(wù)在響應(yīng)時(shí)使用。特別警示燈，通常呈琥珀色，也有時(shí)被安裝在緩慢和 /或?qū)挼能?chē)輛，如移動(dòng)式起重機(jī)、 挖掘機(jī)、 拖拉機(jī)和在一定條件下甚至代步車(chē)。 4 of a of or to in of a of to a s of s of to of in of It as a on 908 920s 915, 919 "936 as in SA 940. 940. 945 960. 991. 993, ED on in of 1st he in of by to be or or or or on in to or or to of 5 1 7 80 70 22 5 0 W, 0 30 3 0 in to a in is to 50 ? 106] of to to of to ED to be 107] to in in 980s. on is 000 ED 108] 002 an ED 0078 of on 8 s ED S 600h ED 009 as as no at in 6 n a is or to it is in to to as as of be or 105] by in on In or on In it is a of . (to of in no a a or a or in an is to to of or of to be on to of an in be or In K, do to to by to on or as in 7 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ) 外文翻譯成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下 幾個(gè)方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語(yǔ)言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。 2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (論文 ) 報(bào)告 (論文 )題目： 基于 汽車(chē)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(zhuān)業(yè)： 車(chē)輛工程 作者所在班級(jí)： 作 者 姓 名 ： 宋應(yīng)紅 作 者 學(xué) 號(hào) ： 2010322206 指導(dǎo)教師姓名： 白亞雙 完 成 時(shí) 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(chē)是現(xiàn)代人類(lèi)生活中的重要工具，汽車(chē)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(chē)的燈光系統(tǒng)是汽車(chē)的重要組成部分，它保證行車(chē)安全，提高行駛速度，還可以在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎、超車(chē)、會(huì)車(chē)和停車(chē)時(shí)作為表達(dá)駕駛員意圖的工具。汽車(chē)車(chē)燈光源是核心部分 [1][2][3]。本文基于 件對(duì)車(chē)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(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用 ................................................................. 1 汽車(chē)燈光中的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景 ......................................... 1 第 2 章 問(wèn)題分析 .................................................................................................. 3 型假設(shè) ................................................................................................. 3 型符號(hào)說(shuō)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(cè)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(chē)頭部的車(chē)燈的形狀是一個(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面，汽車(chē)燈的水平正前方與旋轉(zhuǎn)拋物面的對(duì)稱(chēng)軸重合，拋物面的開(kāi)口半徑為 38度 過(guò)車(chē)燈的焦點(diǎn)，在與對(duì)稱(chēng)軸相垂直的水平方向，對(duì)稱(chēng)地放置長(zhǎng)度為 4線(xiàn)光源，線(xiàn)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(cè)試屛，屏與 直 。 [4] 汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用 汽車(chē)產(chǎn)品在生產(chǎn)和制造的過(guò)程中，任何一道工序都需要離精細(xì)的加工和打磨，每一個(gè)微小的失誤都有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)誤而無(wú)法驗(yàn)收，甚至造成重新返工，這樣不僅延長(zhǎng)生產(chǎn)的周期，還帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)的損失。 可以在造出實(shí)車(chē)之前，通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，看到遇到的問(wèn)題，并找到合適的解決方案 。 汽車(chē)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(kāi)發(fā)質(zhì)量。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究中，通過(guò)虛擬樣機(jī)來(lái)尋找最優(yōu)設(shè)計(jì)，追求全性能最佳。 （ 2） 減短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)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(cè)試性能 — 投產(chǎn)，出現(xiàn)問(wèn)題就需要往復(fù)循環(huán)，而且樣機(jī)的制造，工藝測(cè)試都要花費(fèi)很久的時(shí)間。而應(yīng)用 以同時(shí)對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行性能模擬預(yù)測(cè)，找到最佳方案。在圖樣階段，對(duì)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(wèn)題。 （ 3） 降低開(kāi)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(kāi)發(fā)費(fèi)用。 發(fā)展前景 : 由美國(guó) 司發(fā)布的主要面對(duì)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(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)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(shí)， [5]經(jīng)濟(jì)的節(jié)約問(wèn)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(lái)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(wèn)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(gè)點(diǎn)光源處理。為了方便處理，將燈絲當(dāng)作長(zhǎng)度一定、發(fā)光均勻的線(xiàn)光源，就可以把燈絲看作由若干個(gè)微小段組成，微小段相對(duì)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(xiàn)由旋轉(zhuǎn)拋物面反射后的光線(xiàn)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(xiàn)。 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(gè)球面，則光源射到物體上的光線(xiàn)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(chēng)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(gè)單位； 型符號(hào)說(shuō)明 L： 線(xiàn)光源長(zhǎng)度（單位： 文中取 4 光源的功率值，計(jì)算中取 1； 2:線(xiàn)光源直射光線(xiàn)和反射光線(xiàn)功率； R：直射光線(xiàn)總功率與反射光線(xiàn)總功率的比值； P（ 0， w， 16）：線(xiàn)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(chē)燈邊沿所在平面與拋物面、平面 交點(diǎn)，因?yàn)?拋物面的母線(xiàn)，設(shè)母線(xiàn)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(shí)可求得，母線(xiàn)繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)所形成的旋轉(zhuǎn)拋物面方程為： )(22 ? （ 3 由于線(xiàn)光源經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)并且與 y 軸平行，所以有線(xiàn)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(xiàn)經(jīng)過(guò)拋物面開(kāi)口能形成一個(gè)錐面，該錐面的頂點(diǎn)坐標(biāo) P，準(zhǔn)線(xiàn)是旋轉(zhuǎn)拋物面開(kāi)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(xiàn) 參數(shù)方程為： ??????????????6(16)(00X?）（（ 設(shè) 準(zhǔn)線(xiàn)的交點(diǎn)是 ）（ ’000 ,,P 與其對(duì)應(yīng)的參數(shù)為0t，所以； ??????????????0000000)16(16)()0(0 還滿(mǎn)足方程： ???????? 由上面解得： 1 )(000 ?? ??????? zz 把 帶入準(zhǔn)線(xiàn)方程，就可求得準(zhǔn)線(xiàn)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(cè)試屏上的直射光功率和點(diǎn)光源的光線(xiàn)總功率的比值稱(chēng)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(gè)半徑為0射到測(cè)試屏的光線(xiàn)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(gè)二次型方程，用正交變換的方法化成標(biāo)準(zhǔn)型。 [8]?????????????????? 的三個(gè)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(lái)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(wèn)題的特殊性，簡(jiǎn)化問(wèn)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(jiàn) )(偶函數(shù)，經(jīng)過(guò)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(duì)值不超過(guò) 以取 12 ?? ? =1，此時(shí)的相對(duì)誤差： 560719765607445995197656074412242222222???????????）（）（? 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到 030.0?問(wèn)題中，取 λ 112 ???? ，從而322 ???? 算 ）（ ，2111?。 經(jīng)過(guò)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(wèn)題中計(jì)算中，可近似的?。? )1 11(214 )()( 211 ??? ? （ 所以，點(diǎn)光源 P 的功率是 P（ w） ,到達(dá)測(cè)試屏的直射光線(xiàn)部分的功率是： )()()( 11 （ 射光線(xiàn)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(zhǎng)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(xiàn)功率微元為： 1 11(2)( 201 ??? （ 所以，全段燈絲的直射光線(xiàn)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(xiàn)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(duì)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(xiàn)總功率與反射光線(xiàn)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(cè)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(wèn)題，所以需要了解線(xiàn)光源功率的度量問(wèn)題。根據(jù)所學(xué)光學(xué)知識(shí)，光源的功率 P 與發(fā)光強(qiáng)度及線(xiàn)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(lái)衡量光源的功率。 區(qū)模型建立 分析測(cè)試屏上直射光線(xiàn)的區(qū)域， P（ 0,w,16）處點(diǎn)光源發(fā)出的直射光線(xiàn)形成的錐面方程是： ? ? ? ? 22 ????????????? ???? (該錐面與測(cè)試屏 z=2016 的交線(xiàn)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(cè)試屏上的區(qū)域是一個(gè)圓形。 隨著點(diǎn) P（ 0， w， 16）在直線(xiàn)?????160，從 y= y=2 運(yùn)動(dòng)，測(cè)試屏上亮區(qū)的圓心在直線(xiàn) ?????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(xiàn)段 弧 線(xiàn)段 弧 成，各線(xiàn)段的方程分別為： 直線(xiàn)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(xiàn)在測(cè)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(gè)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(xiàn)能照射到區(qū)域中的任意一點(diǎn)，該區(qū)域是兩個(gè)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(xiàn)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(xiàn)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(gè)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(duì)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(xiàn)光源能夠直射到 的光線(xiàn)有哪些； 當(dāng) w 從 2 時(shí)，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(duì)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(xiàn)能到達(dá)該點(diǎn)；當(dāng) w 從 化到某個(gè) 時(shí)，由點(diǎn) P（ 0， w， 16）處點(diǎn)光源形成的直射光線(xiàn)亮區(qū)的邊界圓周正好通過(guò)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(guò)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(xiàn) x=0 的交點(diǎn) 方程組： ????????????00,)2 5 0 ()( 22002（ 0， w， 16）點(diǎn)光源與測(cè)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(gè)圓形區(qū)域內(nèi)部： 222 ))( ????? 但在下列圓形區(qū)域外： 222 ))( ????? 所以 對(duì)于區(qū)域 ： ?????????????????????25016))(22222222 相似，通過(guò) 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(duì)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(xiàn)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(gè) 1w （ 1w 大于等于0w）時(shí)，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(lèi)似，10,z=25016 平面內(nèi)以點(diǎn) T ）（ 2016,,00 徑為 的圓與直線(xiàn) x=0 的兩個(gè)相交點(diǎn)對(duì)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(guò)二元函數(shù)的空間曲面來(lái)展示光照強(qiáng)度。（也可以用梯度線(xiàn)，梯度向量來(lái)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(xiàn)光源長(zhǎng)度 L=4; %整個(gè)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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