在职硕士论文：聚焦型太阳模拟器的设计与性能分析

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..........结 论本文针对现有聚焦型太阳模拟器不能根据实验需求进行光斑聚焦形式变化的缺点，设计了一种多功能太阳模拟器，可实现光斑聚焦形式变化；针对多光源太阳模拟器光斑位置数据采集不易，手工对焦困难情况，设计一种光斑自动对焦系统；采用软件模拟方法获得了光斑在光源离焦、焦平面离焦、灯单元偏转角度等因素单独或共同作用时辐照度变化数据，分析了光斑辐照度变化趋势；采用了一种基于红外热像仪的光斑辐照度间接检测方法，实验验证了软件模拟结果，完成了太阳模拟器性能标定。本文主要研究工作如下：1) 依据实验要求和辐照度设计指标，对比分析了现有光源的光谱分布和发光特点，选择了光源类型和数量；对比分析了现有氙灯的建模形式，选择最佳氙灯建模形式；采用基于蒙特卡洛方法的光学软件对椭球镜进行设计与参数优化；针对光斑聚焦形式变化要求，设计了太阳模拟器总体机械结构，最终搭建了太阳模拟器光机系统。2) 针对多光源太阳模拟器光斑对焦困难，设计了一种光斑自动对焦系统。依据高温物体机器视觉测量特性，选择了基于红外相机的标定方法，并设计了红外标定板；通过二值化、边缘检测、最小二乘法拟合等一系列图像处理获得了光斑中心位置数据；将太阳模拟器简化为串联机器人，并建立其运动学模型，获得了光斑在目标位置时灯单元反向运动学解析解表述式；进而完成光斑自动对焦系统设计。3)模拟研究了聚焦光斑在光源离焦、焦平面离焦、灯单元偏转角度单独或共同作用时辐照度分布数据，并且研究了中间和偏置灯单元共同作用时对光斑辐照度分布的影响，分析了光斑辐照度变化趋势。4) 实验验证了光源离焦、焦平面离焦、灯单元偏转角度、灯单元开启数量等因素单独或共同作用时对光斑辐照度分布影响，对比分析了实验与模拟结果的异同，给出了太阳模拟器灯单元总辐照性能指标，完成了太阳模拟器性能标定。..........参考文献（略）