設計指標
關注創建者：墨光科技 創建時間：2021-08-24
設計指標的視頻教程
設計指標的實例教程
5 設計實例
通過最高車速、加速性能、爬坡性能三類指標的設計，可以看出電機的最大轉速僅與汽車最高設計速度有關，而電機峰值功率則與各指標均相關。因此對于電機功率設計是冗余設計，取滿足最苛刻指標的功率。
重新依據公式（1）～（12）逆向計算出真實指標與目標指標的偏差，作為指標達成度。達成度越大的指標說明初始指標定義過高；達成度越小的指標為100%，說明該指標是當前定義的所有指標中動力系統最難以達成的指標。
5.1 已知參數
純電動汽車設計階段，首先根據市場調研結果對車身參數與動力性指標進行初步定義。表1所示舉例為某車型的市場調研階段定義的動力性能指標，表2所示舉例為該車型整車及動力總成已知參數?；谝陨瞎皆贛ATLAB中編制設計程序，設計結果如下。
5.2 設計結果
經過設計，被測電機的最高轉速為8900rpm，峰值功率為57kW，峰值扭力為155Nm。設計MAP如圖2所示。空載，標準載荷，滿載的動力性參數對比如表3所示：
圖2 電機MAP及其外特性設計結果
6 結論
電動汽車動力性指標與驅動電機參數的關系研究具有冗余設計的特點。將設計指標定義全面，各指標設計求算更合理，才能獲得更高精度的設計結果。本文總結了電動汽車的加速性能指標、爬坡性能指標、最高車速指標，并研究了各類指標的設計方法。實踐證明，該方法有效可靠，應用于電機選型設計階段。當電機選型確定并在市場上找到對應的電機供應商以后，為下一步汽車動力性經濟性仿真開發工作提供更精確的電機參數。
表3 設計結果
展開 該函數命名為P m ax2 tv1-v2
則構建目標函數：
4.3 使用單純形法優化求解
對于不同車速加速度段指標，在式（13）中設置v1，v2即可。本文基于（13）式設計電機的不同指標功率有如下4項：P 0～ 50， P 50 ～80，P 0～ 100， P v1 ～v2。
該最優化問題只有 待優化參數，因此使用二分法、最速下降法、單純形優化法等優化工具都是可行的。本文發現使用單純形法解該問題速度更快，且MATLAB中自帶該函數。因此本文選擇使用單純形法求解該優化問題。
5 設計實例
通過最高車速、加速性能、爬坡性能三類指標的設計，可以看出電機的最大轉速僅與汽車最高設計速度有關，而電機峰值功率則與各指標均相關。因此對于電機功率設計是冗余設計，取滿足最苛刻指標的功率。
重新依據公式（1）～（12）逆向計算出真實指標與目標指標的偏差，作為指標達成度。達成度越大的指標說明初始指標定義過高；達成度越小的指標為100%，說明該指標是當前定義的所有指標中動力系統最難以達成的指標。
5.1 已知參數
純電動汽車設計階段，首先根據市場調研結果對車身參數與動力性指標進行初步定義。表1所示舉例為某車型的市場調研階段定義的動力性能指標，表2所示舉例為該車型整車及動力總成已知參數?；谝陨瞎皆贛ATLAB中編制設計程序，設計結果如下。
5.2 設計結果
經過設計，被測電機的最高轉速為8900rpm，峰值功率為57kW，峰值扭力為155Nm。設計MAP如圖2所示。空載，標準載荷，滿載的動力性參數對比如表3所示：
圖2 電機MAP及其外特性設計結果
6 結論
電動汽車動力性指標與驅動電機參數的關系研究具有冗余設計的特點。將設計指標定義全面，各指標設計求算更合理，才能獲得更高精度的設計結果。
展開 本課程會指引您了解“如何完成良好的照明設計？”。本課將會描述照明系統的各種性能目標，以便你能清楚地定義照明設計的目標參數。
簡介
本課是照明基礎的內容，提供了關于照明系統性能目標的討論和示例?！叭绾瓮瓿闪己玫恼彰?em>設計？”，這個問題將通過討論照明設計中常見的單位和目標來解決。
如何完成良好的照明設計？
照明設計的核心目標只有一個：“光線從光源到探測器能夠最優傳輸”。
然而，我們知道事情并沒有那么簡單。光線傳輸有許多方法。一些約束會根據我們的優先級（比如系統尺寸和性能）使最優傳輸發生改變。并且，探測器可以是任何形狀。雖然本文中應用了常見的光學工程特性，如顏色、成本和制造性，但我們也將定義針對各種系統的標準照明需求。學習本課后，我們將能夠定義照明系統的關鍵參數，并確保我們的照明設計性能良好。
照明系統的計量單位
在深入了解核心性能之前，讓我們先定義照明系統的參數。計量單位有兩組，每組又有計量子集。
照明系統的計量單位分為兩個方面：
輻射度學單位和
光度學單位。輻射度學是對電磁輻射的計量，包括可見光光譜；而光度學是計量人眼對光的響應。當我們考慮照明系統時，這兩個方面之間的區別是非常重要的。例如，波長為905nm的激光二極管不能被人眼看到，因此，任何光測量值都為零。另一方面，平衡 sub-UV 藍光光源與近紅外光光源的能量是至關重要的，因為人眼最敏感的波長約為550nm，需要更多550nm兩側的光譜實現人眼的平衡。
這兩項剛開始可能會混淆，但總而言之，輻射度量包含輻射通量 Φ，輻射照度E，輻射強度 I 和輻射輝度 L，而光度量包含光通量 Φ，光照度 E，發光強度I和輝度L。如果輻射度量的值在波長的光譜維度上不同，那么輻射通量可以進一步分解為光譜通量、光譜輻射照度、光譜強度和光譜輝度。
展開 本文是照明系統基礎學習路徑的一部分，會指引您了解“如何完成良好的照明設計？”，也會描述照明系統的各種性能目標，以便你能清楚地定義照明設計的目標參數。
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如何完成良好的照明設計？
照明設計的核心目標只有一個：“光線從光源到探測器能夠最優傳輸”。
然而，我們知道事情并沒有那么簡單。光線傳輸有許多方法。一些約束會根據我們的優先級（比如系統尺寸和性能）使最優傳輸發生改變。并且，探測器可以是任何形狀。雖然本文中應用了常見的光學工程特性，如顏色、成本和制造性，但我們也將定義針對各種系統的標準照明需求。學習本文后，我們將能夠定義照明系統的關鍵參數，并確保我們的照明設計性能良好。
照明系統的計量單位
在深入了解核心性能之前，讓我們先定義照明系統的參數。計量單位有兩組，每組又有計量子集。
照明系統的計量單位分為兩個方面：輻射度學單位和光度學單位。輻射度學是對電磁輻射的計量，包括可見光光譜；而光度學是計量人眼對光的響應。當我們考慮照明系統時，這兩個方面之間的區別是非常重要的。例如，波長為905nm的激光二極管不能被人眼看到，因此，任何光測量值都為零。另一方面，平衡 sub-UV 藍光光源與近紅外光光源的能量是至關重要的，因為人眼最敏感的波長約為550nm，需要更多550nm兩側的光譜實現人眼的平衡。
這兩項剛開始可能會混淆，但總而言之，輻射度量包含輻射通量 Φ，輻射照度E，輻射強度 I 和輻射輝度 L，而光度量包含光通量 Φ，光照度 E，發光強度I和輝度L。如果輻射度量的值在波長的光譜維度上不同，那么輻射通量可以進一步分解為光譜通量、光譜輻射照度、光譜強度和光譜輝度。
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簡介
本文是照明基礎的內容，提供了關于照明系統性能目標的討論和示例。“如何完成良好的照明設計？”，這個問題將通過討論照明設計中常見的單位和目標來解決。
如何完成良好的照明設計？
照明設計的核心目標只有一個：“光線從光源到探測器能夠最優傳輸”。
然而，我們知道事情并沒有那么簡單。光線傳輸有許多方法。一些約束會根據我們的優先級（比如系統尺寸和性能）使最優傳輸發生改變。并且，探測器可以是任何形狀。雖然本文中應用了常見的光學工程特性，如顏色、成本和制造性，但我們也將定義針對各種系統的標準照明需求。學習本文后，我們將能夠定義照明系統的關鍵參數，并確保我們的照明設計性能良好。
照明系統的計量單位
在深入了解核心性能之前，讓我們先定義照明系統的參數。計量單位有兩組，每組又有計量子集。
照明系統的計量單位分為兩個方面：輻射度學單位和光度學單位。輻射度學是對電磁輻射的計量，包括可見光光譜；而光度學是計量人眼對光的響應。當我們考慮照明系統時，這兩個方面之間的區別是非常重要的。例如，波長為905nm的激光二極管不能被人眼看到，因此，任何光測量值都為零。另一方面，平衡 sub-UV 藍光光源與近紅外光光源的能量是至關重要的，因為人眼最敏感的波長約為550nm，需要更多550nm兩側的光譜實現人眼的平衡。
這兩項剛開始可能會混淆，但總而言之，輻射度量包含輻射通量 Φ，輻射照度E，輻射強度 I 和輻射輝度 L，而光度量包含光通量 Φ，光照度 E，發光強度I和輝度L。
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水平度與平面度復測：采用高精度水平儀、激光對中儀再次檢測平臺水平度、平面度，確認各項指標符合設計要求，無偏差。
2. T型槽校準：用激光對中儀檢測平臺T型槽平行度、直線度，確保單槽直線度≤0.01mm/m；用塞尺核查T型槽與平臺端面垂直度，公差控制在±0.02mm，為電機、測功機等設備提供精定位基準。
由于具體設計需要滿足不同設計指標，引來的專利數據不可能直接拿來就用，大部分都還需要光學設計者進行二次修改設計，利用光學軟件進行進一步優化設計，以滿足具體設計要求。然而，也不是任何一個設計者拿來專利都可以優化出來一個優質照相鏡頭的，還必須了解該形式鏡頭的設計思想，各結構參數對系統像質的貢獻，熟練地掌握系統內涵才便于得心應手的處理鏡頭優化工作。
由于具體設計需要滿足不同設計指標，引來的專利數據不可能直接拿來就用，大部分都還需要光學設計者進行二次修改設計，利用光學軟件進行進一步優化設計，以滿足具體設計要求。然而，也不是任何一個設計者拿來專利都可以優化出來一個優質照相鏡頭的，還必須了解該形式鏡頭的設計思想，各結構參數對系統像質的貢獻，熟練地掌握系統內涵才便于得心應手的處理鏡頭優化工作。
仿真成果：可模擬微透鏡陣列的光束均化效果，生成均化面光強分布仿真圖，驗證快軸發散角2.8mrad、慢軸發散角48.93%的設計指標；通過能量流分析功能，量化能量利用率與均勻性，為一體化結構設計提供數據支撐。
動態光學元件整形系統
動態光學元件以液晶空間光調制器（LC-SLM）為核心，憑借實時可編程、多參數可調的優勢，成為高端光學系統的理想方案。
作品名稱：基于Ansys平臺的大尺寸車載屏高速信號的仿真實踐
作者： 常志，洪先長，高孝濤 | 天馬汽車電子有限公司
關鍵詞：Ansys仿真平臺；車載屏；高速信號；多目標拓撲
作者說
Ansys工具能夠通過精準施策，全面提升產品的信號傳輸效率、抗干擾能力、阻抗匹配精度及電磁兼容性，不僅使產品各項性能指標達到設計標準，更為其在高頻、高可靠性應用場景中的推廣與應用提供了有力支撐，具有重要的實際應用價值與技術參考意義
結果表明，在初始設計狀態下，機構正交誤差約為±0.03782°，難以滿足設計指標。在此基礎上，通過收斂關鍵垂直度公差，并結合多輪仿真驗證，最終將誤差控制在±0.01380°范圍內，實現設計目標。
進一步分析表明，不同類型公差在裝配可行性與精度達標性中的作用存在明顯差異，基于模型的系統建模是識別主導誤差源的關鍵手段。
此外我們在產品開發階段就將EMC性能納入核心設計指標，每一款質量流量計在量產前都會經過輻射抗擾度、靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈沖群（EFT）等多項嚴苛測試，這些測試模擬真實工業場景中的極端電磁環境，確保設備在變頻驅動、焊接設備或高壓開關附近仍能保持高精度測量。
隨著整車廠（OEM）在電動化、自動駕駛和可持續發展方面不斷發力，傳統的“設計成本”指標已無法跟上步伐，導致每年在測試上投入數億美元。對汽車電子產品進行設計、集成、測試和驗證的虛擬化，可降低 20% 至 60% 的成本，并加速產品上市時間。這種“軟件優先”的方法使汽車制造商能夠通過互聯體驗、OTA 升級和全生命周期服務開辟新的收入來源，為軟件定義出行時代的可持續增長奠定基礎。
表2 各視場的透過率
公差分析：確保量產可行性，容差能力強
光學系統的“設計指標”需經得起“量產加工誤差”的考驗。
核心設計理論與技術指標
1）系統工作原理
為解決基板離焦導致的倍率誤差問題，該投影物鏡采用雙遠心光路結構，整體類似4F成像系統。前組透鏡的后焦面與后組透鏡的前焦面重合，視場光闌位于該重合平面，分別將前組、后組透鏡成像于物方、像方無窮遠。
