[发明专利]一种基于田口实验的灯具冷却系统稳健参数设计方法

权利要求书

1.一种基于田口实验的灯具冷却系统稳健参数设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，基于田口实验，确定灯具冷却系统的控制因素与噪声因素，确定控制因素的水平；

步骤2，将灯具冷却系统的可控因素分配至正交表；

步骤3，基于灯具冷却系统的控制因素、噪声因素与可控因素进行田口实验并收集实验数据；

步骤4，基于实验数据得到灯具冷却系统的信噪比与灵敏度，并生成灯具冷却系统的信噪比和灵敏度的主效应图；

步骤5，基于信噪比和灵敏度的主效应图选择灯具冷却系统的最佳条件；

选定灯具冷却系统的电机电压作为控制因素，选取M₁、M₂、M₃作为控制因素的水平值；

选定干扰作为噪声因素，即选定灯具冷却系统排气口存在的障碍物作为噪声因素，当排气口有障碍物时则认为具有干扰，此时噪声因素为N₁，当排气口没有障碍物时则认为不具有干扰，此时噪声因素为N₂；

步骤2中，所述可控因素包括挡板状态、设备外壳与进气口之间的距离、进气口与热源之间的距离、开口距离、排风管道高度、热源顶部孔的直径、热源底部孔的直径、热源与排气管之间的距离，其中：

挡板状态的水平值为A₁、A₂；

设备外壳与进气口之间的距离的水平值为B₁、B₂、B₃；

进气口与热源之间的距离的水平值为C₁、C₂、C₃；

开口距离的水平值为D₁、D₂、D₃；

排风管道高度的水平值为E₁、E₂、E₃；

热源顶部孔的直径的水平值为F₁、F₂、F₃；

热源底部孔的直径的水平值为G₁、G₂、G₃；

热源与排气管之间的距离的水平值为H₁、H₂、H₃；

步骤2中，所述正交表为第一正交表L18，所述将灯具冷却系统的可控因素分配至正交表，具体为：

将A₁分配至第一正交表L18中数据部分的第1列的第1-第9行，将A₂分配至第一正交表L18中数据部分的第1列的第10-第18行；

将A₁分配至第一正交表L18中数据部分的第1列的第1-9行，将A₂分配至第一正交表L18中数据部分的第1列的第10-18行；

将B₁分配至第一正交表L18中数据部分的第2列的第1-3、10-12行，将B₂分配至第一正交表L18中数据部分的第2列的第4-6、13-15行，将B₃分配至第一正交表L18中数据部分的第2列的第7-9、16-18行；

将C₁分配至第一正交表L18中数据部分的第3列的第1、4、7、10、13、16行，将C₂分配至第一正交表L18中数据部分的第3列的第2、5、8、11、14、17行，将C₃分配至第一正交表L18中数据部分的第3列的第3、6、9、12、15、18行；

将D₁分配至第一正交表L18中数据部分的第4列的第1、4、9、11、15、17行，将D₂分配至第一正交表L18中数据部分的第4列的第2、5、7、12、13、18行，将D₃分配至第一正交表L18中数据部分的第4列的第3、6、8、10、14、16行；

将E₁分配至第一正交表L18中数据部分的第5列的第1、6、7、11、14、18行，将E₂分配至第一正交表L18中数据部分的第5列的第2、4、8、12、15、16行，将E₃分配至第一正交表L18中数据部分的第5列的第3、5、9、10、13、17行；

将F₁分配至第一正交表L18中数据部分的第6列的第1、6、8、12、13、17行，将F₂分配至第一正交表L18中数据部分的第6列的第2、4、9、10、14、18行，将F₃分配至第一正交表L18中数据部分的第6列的第3、5、7、11、15、16行；

将G₁分配至第一正交表L18中数据部分的第7列的第1、5、9、12、14、16行，将G₂分配至第一正交表L18中数据部分的第7列的第2、6、7、10、15、17行，将G₃分配至第一正交表L18中数据部分的第7列的第3、4、8、11、13、18行；

将H₁分配至第一正交表L18中数据部分的第8列的第1、5、8、10、15、18行，将H₂分配至第一正交表L18中数据部分的第8列的第2、6、9、11、13、16行，将H₃分配至第一正交表L18中数据部分的第8列的第3、4、7、12、14、17行；

步骤3中，所述实验数据空气流速测量结果；

所述收集实验数据，具体为：

将空气流速测量结果收集至第二正交表L18，所述第二正交表L18的因素为M₁、M₂、M₃、N₁、N₂；

步骤4中，所述基于实验数据计算得到信噪比与灵敏度，具体为：

计算具有空气流速测量结果的第二正交表L18中每一行的信噪比与灵敏度；

对于第二正交表L18中每一行，都有：

获取第二正交表L18中第n行的总平方和S_T以及控制因素的平方和r：

式中，x_n1表示第二正交表L18中第n行中控制因素M₁、噪声因素为N₁时的实验数据，x_n2表示第二正交表L18中控制因素M₁、噪声因素为N₂时的实验数据，x_n3表示第二正交表L18中控制因素M₂、噪声因素为N₁时的实验数据，x_n4表示第二正交表L18中第n行控制因素M₂、噪声因素为N₂时的实验数据，x_n5表示第二正交表L18中控制因素M₃、噪声因素为N₁时的实验数据，x_n6表示第二正交表L18中控制因素M₃、噪声因素为N₂时的实验数据，其中，n为正整数且n19；

获取噪声因素N₁、N₂对应的线性形式：

L₁＝M₁·x_n1+M₂·x_n3+M₃·x_n5

L₂＝M₁·x_n2+M₂·x_n4+M₃·x_n6

式中，L₁为噪声因素N₁对应的线性形式，L₂为噪声因素N₂对应的线性形式；

获取噪声因素N₁、N₂对应的线性形式的线性斜率的平方和：

式中，S_β为噪声因素N₁、N₂对应的线性形式的线性斜率的平方和；

获取由N₁和N₂之间的线性斜率的变化引起的平方和：

式中，S_N×β为由N₁和N₂之间的线性斜率的变化引起的平方和；

获取第二正交表L18中第n行的误差平方和、误差方差与合并误差引起的方差：

S_e＝S_T-S_β-S_N×β

式中，S_e表示第二正交表L18中第n行的误差平方和，V_e表示第二正交表L18中第n行的误差方差，V_N表示第二正交表L18中第n行合并误差引起的方差；

获取第二正交表L18中第n行的信噪比与灵敏度：

式中，η为第二正交表L18中第n行的信噪比，s为第二正交表L18中第n行的灵敏度。