Основні поняття про системи автоматизованого проектування освітлення

 

Очевидно, що таке спрощення вносить певну похибку у результат розрахунку. У конкретному завданні вона не перевищує декількох відсотків, а її вплив зовсім незрівняний з отримуваним ефектом. Отримане прискорення

 

досягає десяти разів. Зрозуміло, що це явище має місце тільки при вирішенні завдань, де об'єкти містять сплайнові поверхні.

 

Критерій оптимальності. Формулювання критерію якості проекту в подібних завданнях досить розпливчасте: «діаграми повинні бути схожі». Зрозуміло, що їхньої еквівалентності досягти не вдасться ніколи. Звідси виходить, що потрібно формалізувати міру «подібності». Приймемо, що критерієм оптимальності є мінімум суми площ, які не належать одночасно обом діаграмам ізокандел. На рис. 20 ці площі виділені більш темними кольорами. Тут потрібно мати на увазі, що площа діаграм (вірніше, площа, обмежена кривими),  формованих  програмою,  для  кожного  розрахунку  різна. Порівняння   ж   має  сенс,   тільки   якщо   площі   однакові.   Рекомендації   з

нівелювання цього ефекту наведені нижче.

 

 

 

 

Рис. 20 – Мінімізована площа на діаграмах ізокандел

 

 

Інтерпретація результатів. На жаль, TracePro не може виводити діаграми у вигляді, придатному для математичного аналізу або для експорту в інші програми. Доступна тільки картинка з можливістю ідентифікувати значення в довільній   точці.   Тому   щоб   виконати   які-небудь   операції   з   діаграмою необхідно відтворити її у вигляді кривої в одній із програм, що підтримують обробку графіків. Найбільше ефективно використовувати спеціальні математичні програми. Постараємося, однак, не виходити за межі наявного програмного забезпечення. В SolidWorks створимо твердотільну модель діаграми на базі ескізу (рис. 21). Сплайн на ескізі проходить через точки, розташовані на променях, кут між якими постійний. У нашому випадку він

 

прийнятий рівним 10 градусам. Довжини променів-радіусів дорівнюють силі світла у відповідних напрямках. Маємо, по суті, криву в плоских полярних

координатах.

 

 

 

 

 

Рис. 21 –  Модель діаграми ізокандел

 

 

Наступний крок – нормалізація площі так, щоб вона була рівна якій-небудь заданій величині, наприклад 100 мм2. Використовуючи апарат конфігурацій SolidWorks, створюємо варіанти діаграм – «ідеальну» і проміжні, відповідні різним виконанням конструкції. Пробна й ідеальна діаграми, площа яких однакова (це досягається масштабуванням), з'єднуються в одній деталі (рис.

21),  яка  стає  об'єктом  для  розрахунку  площі  граней,  які  не  належать одночасно обом моделям.

 

Реалізація алгоритму оптимального проектування.  Математична  сторона алгоритму оптимізації була описана вище. Прикладом інтеграції алгоритму в розрахункову систему є модуль Optimization програми COSMOSWorks. У цьому випадку інтеграція неможлива, тому оптимізаційний процес, по суті, є

«ручною» реалізацією математичного алгоритму. Не вникаючи в подробиці математики, послідовність дій користувача наступна:

 

1.  В  SolidWorks  формується  параметрична  геометрична  модель  діаграми ізокандел.

 

2. Будується конфігурація, що відповідає «ідеальній» діаграмі.

 

 

3. Формується параметрична модель світильника (рефлектор, лампа, патрон,

 

збірка).

 

 

4. Будується конфігурація, що відповідає вихідному проекту світильника.

 

 

5. Модель зборки передається в TracePro.

 

 

6. На базі експортованої геометрії в TracePro будується оптична модель вихідного варіанту світильника.

 

7. Виконується її оптичний аналіз, виводиться діаграма ізокандел вихідної моделі.

 

8. Діаграма ізокандел «матеріалізується» у вигляді деталі SolidWorks (в TracePro з діаграми знімається величина сили світла в заданих напрямках і переносяться в модель SolidWorks), яка потім масштабується з одержанням заданої площі поверхні.

 

9. З оптичної моделі видаляється відбивач, а лампа з патроном повертаються у вихідне положення.

 

10. На основі результатів попередніх кроків, застосовуючи алгоритм оптимізації, одержуємо новий пробний проект (діаметри, на яких розташовані точки сплайну, і положення джерела світла).

 

11. Геометричні параметри пробного варіанта вводяться в модель відбивача в

 

SolidWorks з одержанням нової конфігурації.

 

 

12. Відбивач експортується в оптичну модель світильника в TracePro, лампа й патрон переміщуються в положення, обумовлене новим проектом.

 

13. Виконується оптичний аналіз пробного проекту, виводиться діаграма ізокандел.

 

14. В SolidWorks для деталі, яка імітує діаграму, будується нова конфігурація, у яку переноситься величина сили світла в заданих напрямках. Діаграма масштабується для одержання площі заданої величини.

 

15. Обчислюється площа, що не належить одночасно діаграмі – «ідеальній» і діаграмі для пробної конструкції. Величина площі є цільова функція.

 

16. Аналізується збіжність процесу. Якщо необхідна точність (у найпростішому  випадку  –  різниця  між  значеннями  цільової  функції  на сусідніх кроках) не досягнута, то повертаємося на крок 9.

 

При реалізації алгоритму важливою вимогою є незмінність, параметрів оптичного аналізу, точності розрахунку (числа променів), параметрів відображення діаграм ізокандел, інших