[发明专利]基于单纯形法的光学产品模型优化方法及系统

说明书

基于单纯形法的光学产品模型优化方法及系统包括：对仿真模型结构参数进行多组数值初始化；将热载荷加至仿真模型中得到温度场分布信息；将结构载荷和温度场分布信息加至仿真模型中得到各个面型位移；据各个面型位移进行曲率拟合；对仿真模型进行光学分析获取成像质量评价分析结果；将各个面型的位移、拟合后光学曲率、成像质量评价分析结果代入评价指标代价函数获得性能评价指标；从多组性能评价指标中选出最优；判断最优性能评价指标是否满足要求，若是结束，否则将多组光学产品性能评价指标中最差的光学产品性能评价指标对应的结构参数舍弃掉、将其他组的结构参数代入单纯形法中训练获得更新结构参数；基于更新结构参数更新光学产品仿真模型。

技术领域

本发明涉及工业仿真领域，尤其是涉及光机热联合仿真领域，特别是涉及一种基于单纯形法的光学产品模型优化方法及系统。

背景技术

在复杂环境中，典型的光机热耦合分析的温度场可以影响表面位移、折射率，进而影响光学镜头的性能，结构载荷以及结构自身的重力载荷也会影响表面位移。一般位移、温度影响和应力影响都会最终拟合成多项式的形式输入为光学面型结果。传统的光机热耦合分析流程，只能评估该工况下对光学系统的影响，并不能优化光学设计，还需要结构、光学等学科工程师的人工经验，才能给出优化方向。

传统的设计优化主要通过工程师的经验进行，项目设计目的是否达到依赖于工程师经验的丰富与否，经验丰富的工程师在设计优化的过程中通常需要持续的使用仿真软件进行模型参数修改、结果分析、再次模型修改、再次结果分析找到满意解，整个过程中有大量的重复性工作，而且多项式拟合对于后期加工改进并没有实质性的修复。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的基于单纯形法的光学产品模型优化方法及系统，在光机热流程的基础上，通过引入单纯形法控制实现优化设计，可以被广泛用于工业产品设计初期的优化方案选择。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种基于单纯形法的光学产品模型优化方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、对光学产品的光学产品仿真模型的结构参数进行多组数值初始化；

针对每组数值结构参数对应的光学产品仿真模型：

S2、将热载荷加载至光学产品仿真模型中，对光学产品仿真模型的温度场进行分析以得到温度场分布信息；

S3、将结构载荷和温度场分布信息加载至光学产品仿真模型中，对光学产品仿真模型的应力进行分析，从而得到光学产品仿真模型的各个面型的位移；

S4、根据光学产品仿真模型的各个面型的位移进行光学产品仿真模型的曲率拟合，以得到拟合后的光学曲率；

S5、对光学产品仿真模型进行光学分析，获取成像质量评价分析结果；

S6、基于光学产品仿真模型的各个面型的位移、光学曲率、成像质量评价分析结果建立评价指标代价函数，将步骤S3中的各个面型的位移、步骤S4中的拟合后的光学曲率、步骤S5中的成像质量评价分析结果代入评价指标代价函数以获得光学产品性能评价指标；

S7、从获得的多组数值结构参数对应的光学产品性能评价指标中选出最优光学产品性能评价指标；

S8、判断最优光学产品性能评价指标是否满足预先设定要求，若是则进入步骤S11，否则进入步骤S9；

S9、将多组光学产品性能评价指标中最差的光学产品性能评价指标对应的结构参数舍弃掉、将其他组的结构参数代入单纯形法中训练优化获得更新的结构参数；

S10、基于更新的结构参数更新光学产品仿真模型，并再次执行步骤S2；

S11、结束流程。