ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие понятия об автоматизации проектирования оптических систем из "Автоматизация проектирования оптических систем " Проектирование любых объектов — будь то оптические системы, электронные схемы или другие технические устройства, имеет много сходных черт, которые особенно ясно видны при переходе к автоматизированному проектированию. Не имея возможности достаточно подробно изложить общие принципы автоматизированного проектирования, охватывающие любые объекты, отошлем читателя к учебному пособию И. П. Норенкова [23] и рассмотрим в настоящей главе наиболее существенные и специфические для оптических систем понятия. [c.5] Прежде всего необходимо дать определение объекту проектирования — оптической системе — применительно к нашим задачам. Под оптической системой будем понимать совокупность оптических (прозрачных, однородных) сред, разделенных оптическими поверхностями (регулярными гладкими поверхностями определенной формы) и содержащими диафрагмы (экраны с отверстиями), предназначенную для формирования изображения посредством перераспределения в пространстве электромагнитного поля, исходящего от предмета. Физически оптическая система есть совокупность оптических деталей (линз, призм, зеркал и других элементов), определенным образом расположенных в пространстве посредством закрепления их в оправах. [c.5] Конструктивные параметры оптической системы — это величины, необходимые и достаточные для однозначного определения ее конструкции. К ним относятся параметры оптических сред, параметры формы и взаимного расположения поверхностей, параметры диафрагм и покрытий. [c.5] Целью проектирования (расчета) оптической системы является определение номинальных значений и допустимых отклонений всех конструктивных параметров, исходя из требований к качеству изображения, а также технологических и экономических требований. [c.5] По степени автоматизации проектирование разделяется на неавтоматизированное, когда все операции выполняются человеком автоматическое, когда все операции выполняются ЭВМ без участия конструктора, и автоматизированное, когда часть операций выполняется ЭВМ, а часть — конструктором. Наиболее гибким и получившим наибольшее распространение оказалось именно автоматизированное проектирование, при котором оптимальным образом распределяются функции между конструктором и ЭВМ. [c.6] С этой точки зрения существенными являются следующие свойства проектных операций детерминированность или эври-стичность, объектно-независимость или объектно-ориентирован-ность, а также сравнительная их трудоемкость. [c.6] Детерминированные операции выполняются по определенным жестким схемам (алгоритмам) и результат их выполнения не зависит от исполнителя. Для эвристических же операций, напротив, невозможно составить определенный алгоритм выполнения результат эвристических операций в сильнейшей степени определяется опытом, квалификацией и даже талантом исполнителя. Например, расчет хода лучей через оптическую систему или характеристик структуры изображения — детерминированные операции, а выбор типа исходной конструкции оптической системы — эвристическая. Детерминированные и, в первую очередь, самые трудоемкие операции наиболее эффективно выполняются ЭВМ, а эвристические — конструктором. [c.6] Алгоритм и математический аппарат объектно-независимых (объектно-инвариантных) операций не зависят от проектируемого объекта. Такие операции являются универсальными и применимы к любым объектам. Содержание же объектно-ориентированных операций в большей или меньшей степени зависит от специфики проектируемого объекта. Например, расчет хода лучей через оптическую систему — объектно-ориентированная операция, а оптимизация — объектно-инвариантная. [c.6] В процессе своего исторического развития автоматизация проектирования прошла несколько стадий — уровней. [c.6] Низшим уровнем являлось наличие отдельных, не связанных между собой программ, обеспечивающих выполнение на ЭВМ некоторых наиболее трудоемких или наиболее частых операций проектирования. [c.6] Более эффективным стало объединение программ в пакеты прикладных программ (ППП) с общей теоретической базой — системой математических моделей объекта проектирования. Характерной чертой ППП является унификация обмена информацией между отдельными программами пакета. [c.6] Очевидно, что для этого все детерминированные операции должны выполняться ЭВМ, а все эвристические — конструктором (для чего ему должна быть предоставлена возможность получения в наглядной форме результатов и оперативного вмешательства в необходимых точках). Отличительными чертами САПР являются I) общая система математических моделей проектируемого объ-екта 2) автоматизация обмена информацией между отдельными программами САПР при помош.и специальной системной программы — диспетчера (организующего взаимодействие ЭВМ с конструктором, выполнение его заказов и вызов для этого необходимых проблемных программ 3) наличие личных архивов конструкторов, обеспечивающих хранение в ЭВМ и удобное использование исходных данных, промежуточных и окончательных результатов, а также банка общесистемных данных] 4) общение конструктора с ЭВМ посредством универсального и машиннонезависимого языка 5) наглядное графическое) отображение информации и 6) работа в диалоговом интерактивном) режиме одновременно с многими пользователями, позволяющая каждому конструктору легко оценивать результаты и принимать эвристические решения о дальнейшем ходе процесса. [c.7] Эффективность систем автоматизированного проектирования определяется их теоретической, программной и технической базами. [c.7] Теоретическую базу, являющуюся предметом нашего рассмотрения, составляет система математических моделей, описывающих объект проектирования — оптическую систему, и математические методы обработки этих моделей. [c.7] Вернуться к основной статье