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 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(guān)、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