Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Создание математической модели и исследование свойств оптических систем

Работа №8804
Тип работыБакалаврская работа
Предметматематика
Объем работы81 стр.
Год сдачи2017
Стоимость2350 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 562
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Введение 6
1. Автоматизация проектирования оптических систем 8
1.1 Исходные принципы автоматизации проектирования оптических систем 8
1.2 Основные математические модели оптических систем 13
1.3 Программное обеспечение автоматизации проектирования в оптике 17
2. Характеристики и параметры оптических систем 17
2.1 Внешняя функциональная модель оптической системы 17
2.2 Внешние характеристики оптических систем как изображающих
приборов 18
2.3 Внутренняя функциональная модель оптической системы 23
2.4 Конструктивные параметры 23
2.5 Расчет допусков на параметры оптических систем 24
2.5.1 Статическое описание ошибок изготовления и сборки оптических
систем 25
2.5.2 Распределение допусков по различным ошибкам 27
3. Расчетная часть 29
3.1 Исходные данные 29
3.2 Расчет производной от поперечной сферической аберрации по радиусу 32
3.3 Сводка формул по расчету производной от поперечной сферической
аберрации по радиусу 35
3.4 Сводка формул по расчету производной от поперечной сферической
аберрации по эксцентриситету 38
3.5 Исследование зависимости производной от координаты точки
пересечения луча с плоскостью изображения по радиусу кривизны поверхности 40
3.6 Исследование зависимостей производной от координаты точки
пересечения луча с плоскостью изображения по эксцентриситету 45
Заключение 51
Приложение А 53
Приложение Б 60
Приложение В 66
Приложение Г 74


Объектом исследования является математическая модель оптической системы.
Цель работы: разработка алгоритмов расчета производных от параметров лучей.
В процессе исследования произведен выбор математической модели на основе исходных данных, поэтапное дифференцирование заданных параметров оптической системы, компоновка и программирование в программе Mathcad.
В результате исследования была спроектирована конкретная математическая модель оптической системы, произведен расчет и проверена работа составленной программы.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: Выполнение данного проекта позволяет ускорить решение важнейших задач для оптических систем. Результаты работы по выполнению данного проекта характеризуются высоким современным научным уровнем, обладают высокой степенью новизны и оригинальности.
Область применения: технические вузы, изготовление оптических элементов, научные исследования в области оптики.

Данная работа посвящена разработке алгоритмов расчета производных от параметров лучей. Решение данной задачи позволит произвести расчет допусков на конструктивные параметры оптических систем, определить степень влияния каждой поверхности на качество изображений и в перспективе послужит базой для синтеза оптических систем. Эта задача в полном объеме не решена ни в одной из САПР. В работе рассматриваются возможности расчета допусков на основе вычисления производных от аберраций по конструктивным параметрам, пока для одной поверхности - преломляющей и отражающей.
Работа состояла из двух этапов. Первым этапом рассмотрения главной темы: «Создание математической модели и исследование свойств оптических систем», являлось приобретение навыков по расчету производных любых заданных параметров оптических систем. Вторым этапом являлось главное задание - это создать математическую модель для исследования свойств оптических систем.
Математические модели, в настоящее время, на базе использования математических методов и средств вычислительной техники представляют из себя мощный фактор технического и научного прогресса. Эти модели также играют огромную роль в повышении производительности труда и качества изготавливаемой продукции.
Расчет оптических систем - это очень сложный и творческий процесс. Его особенностью является большое количество трудных математических вычислений, взять, к примеру, расчет хода лучей через оптическую систему. Для упрощения данных вычислений прибегают к созданию унифицированных схем (алгоритмов) и применению ЭВМ.
Актуальным моментом данной выпускной квалификационной работы является то, что была создана математическая модель, которая в перспективе позволит производить расчет допусков на конструктивные параметры оптических систем, и определить степень влияния каждой поверхности на качество изображений. Это значительно упростит жизнь инженеров- оптотехников. Так как уходят на задний план трудоемкие вычисления вручную. Программа основана на том, что вбивая в нее исходные значения параметров оптической системы, на выходе полностью получаем просчитанные допуски и характеристики в виде таблиц и графиков.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» предполагается оценка технического проекта при помощи SWОT-анализа для рассмотрения сильных и слабых сторон для дальнейших возможностей и усовершенствований. Будут рассмотрены организационно-технические вопросы, связанные со всеми видами работ исполнителей дипломной работы.
В разделе «Социальная ответственность» предусматривается оценка условий труда, анализ вредных и опасных факторов, пожарной безопасности и охраны окружающей среды.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


В ходе выполнения выпускной квалификационной работы на тему «Создание математической модели и исследование свойств оптических систем» были рассмотрены все вопросы технического задания. В силу сложности поставленной задачи на данном этапе для создания математической модели была использована одна преломляющая поверхность второго порядка с осевой симметрией.
В ходе работы были разработаны точные алгоритмы расчета производных от параметров лучей по эксцентриситету и по радиусу, основанные на точных формулах по расчету хода лучей через поверхность и справедливые как для преломляющих, так и отражающих поверхностей. Создано математическое обеспечение в среде Mathcad 15, позволяющее произвести расчет:
• производных от поперечной сферической аберрации по конструктивным параметрам (радиусу и эксцентриситету) одной поверхности;
• поперечной сферической аберрации;
• допуск на конструктивные параметры одной поверхности
(преломляющей или отражающей),
а также определить по величине производной степень влияния конструктивных параметров поверхности на качество изображений. В дальнейшем планируется обобщение данной модели на систему из к поверхностей для расчета допусков и для синтеза оптических систем.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы были выполнены несколько поставленных промежуточных задач. Во-первых, были приобретены навыки по расчету производных от параметров луча по конструктивным параметрам одной поверхности. Во-вторых, было создано полностью работающее математическое обеспечение для исследования свойств одной оптической поверхности. Результаты расчета представлены в виде таблиц и графиков.
Эта работа презентабельна тем, что в настоящее время использование математических методов и средств вычислительной техники представляет из себя мощный фактор технического и научного прогресса. Обобщение данной модели будет играть огромную роль в повышении производительности труда и качества изготавливаемой продукции.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» произведен анализ технического проекта. Проработаны такие темы как: SWOT-анализ работы представляющий из себя сильные и слабые стороны исследуемого объекта, планово-временные и материальные показатели процесса проектирования. Разработан план-график выполнения технического проекта, а также с помощью интегрального показателя определена ресурсоэффективность проекта.
В разделе «Социальная ответственность» представлены оценка условий труда, приведен анализ вредных и опасных факторов, рассмотрены меры защиты от опасных факторов, пожарная безопасность и охрана окружающей среды.



Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ