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总体参数的确定方法

总体参数的确定方法
现代仪器的质量指标与仪器的主要结构参数之间有一定的制约关系。

要使总目标好,实际上就是一个多目标优化问题。

但是目前还没有见到对所有质量指标进行优化设计的例子,目前己发表的文献有以下几类。

 1,对某一个关键性的零部件进行最优化设计
 如零位光栅、经纬仪的自动安平机构等。

关键部件性能的改进提高了仪器的质量,而其他部分则参照现存结构,不进行很大改动。

 2。

对某一项质量指标进行改进
 计量仪器精度是核心,所以可以把仪器的单次测量总误差作为目标函数,把参与测量的各个环节的误差以及仪器的构造参数作为设计变量,而公差的变化范围和构造参数的变化范围的限制条件作为约束条件,这样就可以构成非线性约束极小化的问题。

其他诸如体积最小、成本最低等也可以作为目标。

 3,利用信息率的概念建立数学模型
 例如,对于红外分光光度计建立一个模型为
 式中,s为狭缝的光谱宽度;S/N为信噪比;r为记录系统的时间常数;左边各项是仪器的外部性能;右边是内部结构参数(如光源、光学系统、控测器的参数)。

 4。

反复核算修改的方法
 目前应用最广泛的方法是通过反复核算和修改来确定总体参数,直到各方面的要求得到折中平衡为止。

 可见,在光电仪器设计中应用优化设计的方法还不够自觉和普及,还有待进一步提高。

同时也要看到对于设计计算的地位也不可估计过高。

历史上的许多发明家公开藐视数学方法,有它一定的道理。

因为对于一个全新的设想,使用。

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