發(fā)布時(shí)間：2017-04-24 23:17

  本文關(guān)鍵詞：基于自由曲面的LED道路照明光系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展背景下,全球能源緊張日益加劇。面對(duì)如此緊迫的危機(jī),我國(guó)政府全力倡導(dǎo)走可持續(xù)發(fā)展道路,在開(kāi)辟新能源與再生能源的同時(shí),也在全力倡導(dǎo)低碳的生活方式。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2013年我國(guó)發(fā)電總量為53975.5億千瓦時(shí),其中被用于照明的電量約占總量的13%,將近是9個(gè)三峽大壩的年發(fā)電量。因此照明節(jié)能成為國(guó)家節(jié)能減排的有效措施之一。在各種新能源中,最有前途的就是半導(dǎo)體發(fā)光二極管,簡(jiǎn)稱(chēng)LED。隨著LED技術(shù)的日益發(fā)展,較傳統(tǒng)光源,擁有節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,諸如景觀照明、交通燈、汽車(chē)燈、特種照明、普通照明等領(lǐng)域,被列為新世紀(jì)最有價(jià)值的照明光源。上述特定照明領(lǐng)域的應(yīng)用前提是需對(duì)LED發(fā)出的光重新分配,即,對(duì)LED光源進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)。本文從道路照明領(lǐng)域這一研究背景出發(fā),重點(diǎn)對(duì)道路照明設(shè)計(jì)中的光學(xué)部分展開(kāi)研究工作。首先,通過(guò)對(duì)LED的基本理論及道路照明的相關(guān)發(fā)展現(xiàn)狀做簡(jiǎn)要介紹,從而引出自由曲面的光學(xué)設(shè)計(jì)。其次,根據(jù)配光理論及微分幾何原理,對(duì)道路分別設(shè)計(jì)了燈具投影在道路中央透鏡配光方案和燈具投影在道路內(nèi)側(cè)透鏡配光方案；并對(duì)環(huán)形島處也設(shè)計(jì)了相應(yīng)的配光方案。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,先對(duì)各透鏡面型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并用Matlab軟件編程求自由曲面面型的程序,再用SolidWorks軟件建立相應(yīng)透鏡實(shí)體,進(jìn)而,通過(guò)光線追跡軟件Tracepro進(jìn)行光學(xué)仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果在DIALux中模擬分析路面的照明情形。結(jié)果證實(shí)：均勻度、眩光、周邊照度系數(shù)等參數(shù)都滿足《CJJ45-2006城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,驗(yàn)證了方案之可行性。最后,根據(jù)本文研究?jī)?nèi)容進(jìn)行總結(jié),并在本文的研究基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)照明設(shè)計(jì)進(jìn)行展望,以便以后更好地引導(dǎo)工作方向。
【關(guān)鍵詞】：LED 道路照明 二次光學(xué)設(shè)計(jì) 均勻度 自由曲面
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU113.666;TM923.34
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-12
• 1 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 LED照明發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)13-15
• 1.2.1 LED照明發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 LED光學(xué)設(shè)計(jì)趨勢(shì)15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排及研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 LED道路照明理論及其光學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介17-28
• 2.1 LED知識(shí)介紹17-23
• 2.1.1 LED發(fā)光原理簡(jiǎn)介17-18
• 2.1.2 LED的光效18
• 2.1.3 LED分類(lèi)18-19
• 2.1.4 LED器件的主要性能19-23
• 2.1.4.1 光參數(shù)19-21
• 2.1.4.2 電參數(shù)21-22
• 2.1.4.3 熱參數(shù)22-23
• 2.2 LED用于道路照明的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題23-25
• 2.2.1 LED用于道路照明的優(yōu)勢(shì)23-24
• 2.2.2 LED用于道路照明存在的問(wèn)題24-25
• 2.3 道路照明相關(guān)參數(shù)25-26
• 2.4 LED照明光學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介26-27
• 2.4.1 光學(xué)設(shè)計(jì)概念26
• 2.4.2 用于照明的自由曲面二次光學(xué)設(shè)計(jì)方法26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 基于道路均勻照明LED燈具光學(xué)設(shè)計(jì)28-45
• 3.1 燈具投影在道路中央均勻照明路燈透鏡設(shè)計(jì)28-36
• 3.1.1 自由曲面的構(gòu)建原理與求解28-31
• 3.1.1.1 光線與自由曲面的偏微分方程推導(dǎo)28-30
• 3.1.1.2 能量映射關(guān)系的推導(dǎo)30-31
• 3.1.2 結(jié)果仿真與分析31-34
• 3.1.2.1 結(jié)果仿真31-33
• 3.1.2.2 適用性分析33-34
• 3.1.3 照明方案實(shí)例34-36
• 3.2 燈具投影在道路內(nèi)側(cè)均勻照明路燈透鏡設(shè)計(jì)36-43
• 3.2.1 設(shè)計(jì)原理36-40
• 3.2.1.1 理論分析36-38
• 3.2.1.2 計(jì)算推導(dǎo)38-40
• 3.2.2 模擬仿真40-42
• 3.2.3 照明方案實(shí)例42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 4 基于環(huán)形島道路均勻照明LED燈具光學(xué)設(shè)計(jì)45-53
• 4.1 自由曲面構(gòu)建原理與求解45-47
• 4.1.1 設(shè)計(jì)原理46-47
• 4.2 光學(xué)仿真與分析47-50
• 4.2.1 光學(xué)仿真47-49
• 4.2.2 光源尺寸對(duì)照明效果的影響分析49-50
• 4.3 照明方案實(shí)例50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 5 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 總結(jié)53-54
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)54
• 5.3 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 作者簡(jiǎn)歷57

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 沈來(lái);道路照明[J];化工礦山技術(shù);1982年01期

2 顏博;張奇;;道路照明節(jié)電措施[J];山東冶金;2008年S1期

3 李淑娟;;基于駕駛者主觀感受的道路照明調(diào)查分析方法[J];燈與照明;2009年03期

4 張?jiān)普?南國(guó)峰;節(jié)能型光控系統(tǒng)在道路照明中的應(yīng)用[J];有色冶金節(jié)能;2004年04期

5 劉景華;孫付杰;戰(zhàn)海波;;道路照明的布燈方案設(shè)計(jì)[J];價(jià)值工程;2010年02期

6 崔元日;束惠;;道路照明標(biāo)準(zhǔn)與道路照明節(jié)能[J];光源與照明;2009年03期

7 王巍;惠昭;殷駿;王寧;;基于改進(jìn)型四點(diǎn)法的LED路燈道路照明測(cè)試[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

8 尹少華;珠海市道路照明燈具設(shè)計(jì)[J];燈與照明;2001年04期

9 張少華;李云飛;;基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的道路照明系統(tǒng)[J];蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版);2010年03期

10 ;863計(jì)劃“LED道路照明關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究”課題取得重要進(jìn)展[J];稀土;2011年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉波;翁季;陳仲林;李毅;郭平;張晟鵬;;主城區(qū)道路照明數(shù)字化探討[A];綠色建筑與建筑物理——第九屆全國(guó)建筑物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（一）[C];2004年

2 孫耀杰;劉木清;周小麗;韓磊;;基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化道路照明控制技術(shù)[A];中國(guó)長(zhǎng)三角照明科技論壇論文集[C];2006年

3 李鐵楠;;科學(xué)規(guī)范地進(jìn)行道路照明設(shè)計(jì)和建設(shè)[A];中國(guó)照明工程二十年專(zhuān)刊[C];2012年

4 吳傳炎;王利利;張文韜;;大同市御東新區(qū)道路照明案例[A];中國(guó)照明論壇——城市照明節(jié)能規(guī)劃、設(shè)計(jì)與和諧發(fā)展科技研討會(huì)專(zhuān)題報(bào)告文集[C];2009年

5 崔國(guó)軍;齊長(zhǎng)市;劉忠剛;;濮陽(yáng)市道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)(第12卷)[C];2009年

6 肖軍;錢(qián)益;吳慶亞;馬加俊;秦大為;;道路照明的亮度測(cè)量方法[A];海峽兩岸第十八屆照明科技與營(yíng)銷(xiāo)研討會(huì)專(zhuān)題報(bào)告暨論文集[C];2011年

7 安遠(yuǎn);;道路照明設(shè)計(jì)的一點(diǎn)見(jiàn)解[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)市政工程分會(huì)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

8 李鐵楠;;道路照明的節(jié)能[A];海峽兩岸第十四屆照明科技與營(yíng)銷(xiāo)研討會(huì)專(zhuān)題報(bào)告暨論文集[C];2007年

9 王建寧;;太陽(yáng)能在道路照明技術(shù)中的應(yīng)用[A];中國(guó)照明論壇——綠色照明與照明節(jié)能科技研討會(huì)專(zhuān)題報(bào)告文集[C];2008年

10 蕭弘清;劉元斌;張智鴻;劉冠顯;陳圣文;;節(jié)能導(dǎo)向之道路照明設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估研究[A];海峽兩岸第十五屆照明科技與營(yíng)銷(xiāo)研討會(huì)專(zhuān)題報(bào)告暨論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 任歡歡;2009中國(guó)道路照明論壇將舉辦[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2009年

2 本報(bào)記者 楊蕾;加強(qiáng)對(duì)花園開(kāi)發(fā)區(qū)道路照明管理[N];潮州日?qǐng)?bào);2009年

3 本報(bào)記者 林妍;尋找綠色道路照明之策[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 任歡歡;探尋城市“光”的尺度[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2011年

5 中國(guó)建筑科學(xué)研究院教授 李鐵楠;科學(xué)規(guī)范進(jìn)行道路照明設(shè)計(jì)和建設(shè)(之一)[N];消費(fèi)日?qǐng)?bào);2012年

6 記者 邱登科;道路照明步入新能源時(shí)代[N];民營(yíng)經(jīng)濟(jì)報(bào);2014年

7 記者鄭曉春;英開(kāi)發(fā)出道路照明檢測(cè)系統(tǒng)[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

8 河北省廊坊市路燈管理所所長(zhǎng) 劉國(guó)輝;城鎮(zhèn)道路照明在市場(chǎng)中亮起來(lái)[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2001年

9 小佟;飛利浦照明為城市新裝喝彩[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2007年

10 文青;飛利浦照明:關(guān)注城市建設(shè)提升城市形象[N];工人日?qǐng)?bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 翁季;機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究[D];重慶大學(xué);2006年

2 李毅;基于光生物效應(yīng)的道路照明安全研究[D];重慶大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董孟迪;基于中間視覺(jué)的行人區(qū)域道路照明評(píng)價(jià)方法[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 李敏;LED與HID路燈的比較研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 邵茂豐;道路照明隨霧霾變化的光度學(xué)特性及評(píng)價(jià)研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2015年

4 賀志華;基于自由曲面的LED道路照明光系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2015年

5 王林莉;“道路照明”科技文本翻譯實(shí)踐報(bào)告[D];西南科技大學(xué);2015年

6 李子劍;道路照明計(jì)算軟件的創(chuàng)建、分析與應(yīng)用[D];清華大學(xué);2004年

7 黃珂;道路照明測(cè)量方法研究[D];重慶大學(xué);2006年

8 樊祥春;立體光源對(duì)道路多層空間的照明研究[D];重慶大學(xué);2010年

9 雷源;基于主輔路并行的城市立體交通道路照明設(shè)計(jì)方法研究[D];天津大學(xué);2012年

10 王寶;天津地區(qū)的道路照明燈具設(shè)計(jì)研究[D];天津科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于自由曲面的LED道路照明光系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：325180