Анализ чувствительности

При проведении анализа чувствительности (Sensitivity analysis) каждый допуск оцени­вается независимо от других с использованием следующего алгоритма:

ZEMAX обращается к временно записанной схеме (temporary lens).

Величины параметров, допуски на которые должны быть оценены, устанав­ливаются равными их допустимому минимальному значению. Например, если оценке подлежит допуск TRAD, и его номинальная величина равна 100 мм, а допуск в сторону минимума равен -0.1 мм, то величина радиуса устанавливается равной 99.9 мм. Если установлен допуск на наклон или децентрировку элемента, то в схему автоматически вводятся фиктивные поверхности типа coordinate breaks, как это требуется для моделирования соответствующих отклонений. Для моделирования наклонов и децентрировок поверхностей, задаваемых такими операторами, как TSDX, TSDY, TSTX, TSTY, TIRX или TIRY, производится замена имеющихся в схеме поверхностей стандартного типа (Standart surface) на поверхности нерегулярного типа (Irregular surface).

Производится подюстировка компенсаторов. Используемый для этого метод зависит от того, в каком режиме (быстром или стандартном) проводится анализ;

смотри предыдущий раздел.

Производится запись результирующей величины оценочной функции в выходной документ анализа.

Вся эта процедура вновь повторяется для max допуска. Этот основной алгоритм повторяется для каждого заданного оператора допуска.

Ценность анализа чувствительности (прямой анализ допусков) заключается в том, что слишком широкие допуски, в общем, дают больший вклад в возрастание оценочной функции, чем другие допуски. Это позволяет конструктору идентифицировать поверхности, которые слишком чувствительны к некоторым ошибкам, таким как наклоны и децентрировки. Различные поверхности также, в общем, имеют разную чувствительность к разным ошибкам. Анализ чувствительности помогает идентифицировать допуски, которые должны быть ужесточены или, наоборот, могут быть ослаблены. Такой анализ также полезен для определения оптимального (и минимального) числа компенсаторов и требуемого диапазона для

Глава 19: ДОПУСКИ                                                                                                            19- 27

юстировки. Существует и много других применений для такого анализа; например, конструирование оправы объектива для максимизации способов компенсации.

Количество выходных данных можно сократить, особенно для схем с большим числом элементов и, соответственно, с большим числом допусков. Часто чувстви­тельность к допускам варьируется в широких пределах. Контроль "Show worst" очень полезен для выявления допусков, наиболее сильно ухудшающих характеристики системы, так как при таком контроле производится сортировка допусков по их вкладу в оценочную функцию, а затем они выводятся на печать в нисходящем порядке. Контроль "Hide all but worst" ограничивает объем печати, когда представляют интерес только наихудшие данные.

После вычисления всех допусков в отдельности ZEMAX вычисляет их разные стати­стические характеристики, из которых наиболее важной является оценка величины изменения оценочной функции и соответствующие этому критерию изменения характеристик системы. Для приблизительной оценки этих изменений ZEMAX использует величину Root Sum Square (RSS, корень квадратный из суммы квадратов). Для каждого допуска вычисляются отклонения характеристики от ее номинального значения для min и max значений допуска, полученные величины возводятся в квадрат и усредняются. Затем полученные значения средних квадратов суммируются для всех допусков и из полученной суммы берется корень квадратный. Средние значения для min и max величин допусков берутся потому, что эти значения не могут реализоваться в схеме одновременно, и суммированные таким образом квадраты дадут в результате чрезмерно пессимистическую оценку. Результирующая величина RSS представляет собой оценку изменения характеристик системы.

Inverse sensitivity