Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
§ 3.11. Программа OPTICВ качестве примера кратко опишем разработанную и используемую в Главной астрономической обсерватории РАН (Пулковская обсерватория) программу расчета оптических систем OPTIC. Программа составлена на алгоритмическом языке Фортран-IV и использует формулы, приведенные в § — расчет параксиальных лучей; — расчет сферической аберрации, хроматизма и сферохроматизма; — расчет комы; — расчет астигматизма и кривизны поля; — расчет дисторсии каждого монохроматического изображения и полихроматического изображения относительно главного луча средней длины волны и относительно центра тяжести полихроматического изображения на заданной плоской или сферической фокальной поверхности; — расчет волновых аберраций; — расчет концентрации света — расчет дисперсии света в изображениях относительно: главного луча, центра тяжести каждого из монохроматических кружков и центра тяжести полихроматического кружка; — построение точечных диаграмм без учета дифракции света; — построение точечных диаграмм с учетом дифракции света (только в плоскости Гаусса); — расчет высс — расчет — автоматических переход к плоскости Гаусса; — определение положения оптимального фокуса для каждого из полевых углов; — определение положения и радиуса кривизны оптимальной фокальной поверхности. — автоматический переход к оптимальной фокальной поверхности; — расчет отсекателей в зеркальных и зеркально-линзовых системах, содержащих не менее двух зеркал; — автоматическая оптимизация оптической системы методом минимизации заданных аберраций; — автоматическая оптимизация оптической системы методом минимизации оценочной функции (средняя взвешанная по полю дисперсия лучей в изображениях точек); — модификация конструктивных параметров, что особенно удобно при расчете нескольких вариантов системы. Программа OPTIC позволяет выполнять расчет систем, содержащих до 20 оптических поверхностей. Поверхности могут быть сферическими, асферическими второго порядка или заданы полиномом (1.32), содержащим до шести членов. Различных длин волн может быть до восьми и 21 полевой угол (только в меридиональной плоскости). Число зон в меридиональной плоскости 19, в сагиттальной 10. Предмет может находиться в бесконечности или на конечном расстоянии. Программа учитывает ограничение лучей оправами линз и зеркал, центральное экранирование. При этом форма оправ и центрального экранирования может быть круглая или прямоугольная. В случаях, когда одна из основных подпрограмм требует для своей работы наличия данных, определяемых в другой основной, еще не работавшей подпрограмме, то обращение к таковой происходит автоматически. Все основные вычисления выполняются с удвоенной точностью. Имеется система «ключей», позволяющих управлять ходом вычислений или менять объем информации, выдаваемой на печать. Если та или иная из основных подпрограмм по каким-либо причинам не может быть выполнена, то на печать выдается соответствующая информация, и коммутирующая программа вызывает следующую основную подпрограмму, заявленную разработчиком. Упрощенная блок-схема программы OPTIC приведена на
Рис. 3.19. Упрощенная блок-схема программы OPTIC
Кроме перечисленных подпрограмм отдельные основные подпрограммы ОРТг обращаются к разным специальным подпрограммам (для расчета параксиальных лучей, определения положения центра тяжести изображения, максимального и минимального значений ординат точек в точечной диаграмме, концентрации света в пятне; расчета дисперсии, определения экстремумов функции, вычисления значения оценочной функции, модификации конструктивных параметров, вычисления частных производных, градиентов, расчета дисторсии и для других целей). Остановимся несколько подробнее на подпрограммах автоматической оптимизации оптических систем. Программа определения положения оптимального фокуса вычисляет дисперсию лучей в изображении, производную ее по последнему отрезку и осуществляет смещение вдоль оптической оси в антиградиентном направлении. После того как производная изменила знак, уточнение положения минимума дисперсии выполняется итерационным методом regula-falsi. При определении положения оптимальной фокальной поверхности учитываются веса изображений; веса принимаются пропорциональными квадратам полевых углов. При оптимизации оптической системы методом минимизации отдельных аберраций вычислитель задает число При оптимизации методом минимизации оценочной функции процесс делится на стадии. Первой стадией является антиградиентный спуск. После пересечения «дна лощины рельефа» оценочной функции методом regula-falsi уточняется дно лощины; это вторая стадия. Третьей стадией является движение вдоль «дна лощины». Если произошел «выброс» со дна, то повторяется вторая стадия. Такое чередование второй и третьей стадий при значительных затратах машинного времени на вычисление оценочной функции приводит к тому, что метод сходится значительно медленнее, чем предыдущий. Часть подпрограмм разработана инженером Т.П. Олоновой, использованы подпрограммы Н.Ф. Быстрова, консультации и помощь Д.Д. Положенцева (мл.), Н.С. Тимашевой, Г.Б. Гельфрейха, К.А. Кондауровой, Л.И. Ягудина и других коллег. Всем им автор выражает глубокую благодарность, равно как всем операторам ЭВМ.
|
1 |
Оглавление
|