基于Taguchi方法的LED植物光源优化设计

符 民， 文尚胜*， 钟惠婷， 马丙戌， 陈浩伟

(1. 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室， 广东 广州 510640;2. 华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心， 广东 广州 510640)

基于Taguchi方法的LED植物光源优化设计

符 民1， 文尚胜1*， 钟惠婷2， 马丙戌1， 陈浩伟1

(1. 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室， 广东 广州 510640;2. 华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心， 广东 广州 510640)

为了提高LED植物光源的有效利用率，基于Taguchi的实验方法对LED植物红蓝光源阵列进行设计和优化。用MATLAB软件编程进行仿真模拟，通过ANOVA方法分析得出对植物光源照射距离为10 cm处的红蓝光的光子数比值(R/B)分布均匀度影响最大的因子，并对试验最优结果采用TracePro光学软件进行试验验证，从而获得本次试验最佳的参数组合。结果表明：曲率半径为50 mm的凹形曲面底板的圆心加点排布方式，圆心为LED蓝光芯片，圆环上为LED红光芯片，芯片数量分别为6个LED红光芯片和1个LED蓝光芯片，芯片距离为10 mm的最优化组合是本次试验的最优组合。通过ANOVA方法分析得出，LED红蓝芯片之间的间距对植物光源的R/B的均匀分布影响最大，占有35.17%的比例，LED红蓝芯片的排布方式也不可忽略，因为其占有了28.05%的影响比例。

LED； 植物光源； 曲面底板； Taguchi方法； ANOVA

1 引 言

LED作为第四代光源，不仅正逐渐地替代传统光源广泛应用于照明领域等，而且其具有的高光电转换效率、节能环保、点光源、耗能低、单色波长等优点，很适合作为植物补光光源，正逐步应用于设施农业之中[1-2]。……