[发明专利]一种考虑模块间相关性的LED灯具建模方法

摘要

本发明提供一种考虑模块间相关性的LED灯具建模方法，包括：LED灯具可靠性结构分析；LED的性能退化机理及其数学模型；电源模块的性能退化及其数学模型；随机冲击对LED灯具系统各结构的影响；考虑性能退化的相关性和定向传播的系统级建模；LED灯具可靠性设计优化；得到性能退化模型；与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过运用进化算法完成多目标优化，得到优化问题的非支配解集，灯具制造企业通过在非支配解集中选取最合适的方案。运用该方法将为灯具制造企业提供有力的系统可靠性设计优化工具。

主权项

1.一种考虑模块间相关性的LED灯具建模方法，其特征在于：包括：LED灯具可靠性结构分析；LED的性能退化机理及其数学模型；电源模块的性能退化及其数学模型；随机冲击对LED灯具系统各结构的影响；考虑性能退化的相关性和定向传播的系统级建模；LED灯具可靠性设计优化；得到性能退化模型；其中，所述随机冲击对LED灯具系统各结构的影响指：LED灯具在使用过程中会受到来自外界的随机冲击的影响，其中在LED灯具中会受到随机冲击影响的模块主要有电源和LED芯片，假设冲击服从速率为λ的齐次泊松过程{N(t),t≥0}，每次冲击以概率p(t)直接导致系统失效，即随机冲击将以速率为λ·p(t)的非齐次泊松过程造成系统直接失效，称为致命冲击，截至时间t致命冲击的次数记做N₁(t)，此外冲击以概率q(t)＝1‑p(t)对系统各模块造成性能退化，称之为非致命冲击，截至时间t非致命冲击的次数记做N₂(t)，存在关系N(t)＝N₁(t)+N₂(t)，N₁(t)取值属于{0,1}；第i次冲击对系统的退化量记做{ω_i1,ω_i2}，其中ω_i1表示对电源的性能退化分量，ω_i2表示冲击对LED芯片造成的性能退化分量，假设ω_ij为非负的独立同分布随机变量，其分布函数为Q_j(x),j＝1,2，时间为t时，发生的非致命冲击次数记做M＝N₂(t)，则非致命冲击对电源模块的性能退化量的分布为Q₁(x)的M重卷积，非致命冲击对LED芯片造成的性能退化量的分布为假设ω_i1服从参数为μ的指数分布，为M各服从指数分布的独立同分布随机变量之和的概率分布，则服从形状参数为整数的伽玛分布，Erlang分布，即具体为LED芯片时，LED芯片自身的退化特性用退化路径模型表示，记做D₂(t)＝X₂·η(t；θ)，非致命冲击对LED芯片造成的退化量为复合泊松过程，记做可得LED芯片总的退化量，记做M₂(t)＝D₂(t)+S₂(t)，对于电源模块则有M₁(t)＝D₁(t)+S₁(t)，LED灯具系统的可靠度函数表示为：其中Φ(M₁(t),M₂(t))表示两个性能退化模块构成的系统的可靠度函数， 表示不发生致命冲击的概率；X₂：随机变量；η(t, θ)表示平均退化路径；D₁(t)：电源模块退化量；S₁(t) ：冲击对电源模块造成的退化量。