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专利号: 2020103958249
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是包括以下步骤:

步骤1:设置N组恒定温度‑电流双应力组合,N≥2,温度为Tn,电流为In,n=1,2,...,N,T1<T2<…<TN,I1<I2<…<IN,依次按照N组温度‑电流双应力组合进行加速寿命试验,每组加载P个小时,P≥100;测量出每次加速寿命试验后的LED的光通量φn;

步骤2:由Matlab矩阵随机函数在(‑1,1)之间指定BP神经网络权值和阈值的初值,将光通量维持率及实验加载的温度‑电流双应力作为BP神经网络的训练样本,将试验中加载的温度Tn、电流In以及测得的LED在不同加速时间点对应的光通量φn作为输入,其每个时间点的光通量φn所对应的加速试验累积时间作为输出,即在双应力下的LED寿命t作为输出进行网络训练;

BP神经网络采用小批量梯度下降算法,BP神经网络模型训练的方法是:输入数据从输入层传递给隐含层,隐含层通过权值及激励函数将处理后的结果传递给输出层,将输出层的结果同期望值进行比较,得到误差,再逆推对神经网络中的权值进行反馈修正,将定期产生的相应数据对BP神经网络进行多次训练完成学习;

所述的隐含层的输出为 输出层的节点值

i、j、k分别代表该层的第几个神经元,x1=Tn;x2=In,x3=φ;y1=t;wij为输入神经元至隐含层神经元连接权值,wjk为隐含层神经元至输出层神经元连接权值,aj为隐含层节点的阈值,bk为输出层节点的阈值,通过BP神经网络计算出LED寿命预测值,将预测值与期望值进行比较,通过计算误差函数 输出层各神经元的偏导数,利用偏导数修正权值w和阈值b,直至全局误差 小于训练误差或学习次数达到最大次数设置,完成网络训练,yj为输

出的结果,yj为期望值;

步骤3:将LED实际的环境温度T、工作电流I以及光通量φ为0.7输入到训练好的BP神经网络模型,预测出LED寿命。

2.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是:步骤1中,加速寿命试验之前,先搭建包括高低温试验箱、直流稳压电源、积分球、电脑的试验平台,在高低温试验箱内部放置LED样品、导热胶片、散热器和固定平台,固定平台上方通过散热器连接导热胶片,LED样品装在导热胶片上,高低温试验箱提供温度Tn,LED样品正负电极经引线连接直流稳压电源,直流稳压电源给LED样品提供电流In,试验后的LED取出冷却再放进积分球内,通过电脑测量得到LED的光通量φn。

3.根据权利要求2所述的一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是:取c个LED样品,c≥10,将其平均分成d组,每组包含c/d个LED,将一组LED样品都放在散热器上且将c/d个LED串联后连接直流稳压电源。

4.根据权利要求3所述的一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是:先加载第一组恒定温度‑电流双应力:在温度T1、电流I1下进行P个小时的加速寿命试验,每进行q个小时的连续加载后,q≥10,将这一组LED样品都取出测量其光通量,测量完毕后,将这组LED样品再放入到高低温试验箱内进行连续的q小时加载,加载完毕后再将LED取出测量其光通量,以此类推直至试验加载时间累积到P个小时即停止这组试验;其余的N‑1组加载试验方法和第一组相同,获得了温度Tn、电流In双应力下测得的LED在不同加速时间点对应的光通量φn。

5.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是:步骤2中,对温度Tn、电流In以及测得光通量φn进行归一化处理后再建立BP神经网络预测模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于BP神经网络的大功率LED寿命预测方法,其特征是:BP神经网络预测模型中的BP神经网络的输入层的神经元个数为3个,输出层的神经元个数为1个,隐含层神经元数为7,隐含层的神经元采用S型变换函数,输出层为线性变换函数。