1.一种基于RKHS域匹配的迁移学习预测电池SOH方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、提取特征
(1.1)、提取现有电池S在每一次完整充放电过程中的m个特征向量,以及健康状态SOH,再将这m个特征向量与SOH构成数据集 其中,x和y分别表示单次提取的特征向量和SOH,ns表示电池S在整个寿命周期中的总循环次数;
(1.2)、提取新电池T在前nt次完整充电过程中的m个特征向量,再将这m个特征向量与待预测的电池健康状态SOH,构成集合(2)、数据预处理
S T
利用matlab中的mapminmax函数分别对D 和D 中的特征x做归一化处理,然后整合成(3)、在可再生核希尔伯特空间RKHS中利用主成分分析法PCA进行降维* T
(3.1)、计算X的协方差矩阵X=XHX ,其中,H为中心矩阵, 1n×n表示n×n维元素全为1的矩阵;
* *
(3.2)、利用主成分分析法PCA对协方差矩阵X 进行分解,然后选取协方差矩阵X的前k个大的特征值对应的特征向量构成正交变换矩阵 k≤m是降维后的维度,从而使协方差最小,即:
(3.3)、设置RKHS域匹配的核映射函数 在该核映射函数下,将PCA内核化到T
RKHS,从而推出PCA的内核化形式 进而得到降维之后的矩阵Z=VK;
(4)、电池S和电池T对应的数据域的分布匹配(4.1)、边缘分布匹配
S T
使用最大均值差异MMD作为两个数据集D和D之间的分布距离量度,内核化处理后边缘分布匹配的过程即为最小化MMD距离的过程,即为:其中,tr()表示矩阵的迹,M0为矩阵;
(4.2)、条件分布匹配
(4.2.1)、将电池S的不同SOH组成集合C={c1,c2,...,cl};
(4.2.2)、对每一个cr∈C,计算最小化条件分布概率QS(xS||yS‑cr|<0.1)和QT(xT||yT‑cr|<0.1),然后计算最小化条件分布概率之间的MMD距离:其中, 为矩阵; 是电池S中SOH值与cr距离小于0.1对应的x的集合, 表示电池S中xi对应的真实SOH,且 表示 中含有的元素个数;类似的 是电池T中SOH值与cr距离小于0.1对应的x的集合, 表示xj对应的真实标签,有 表示 中含有的元素个数;
(4.2.3)、使用MATLAB的fitcknn函数构建KNN模型,再将XS,YS作为KNN模型的输入,并将KNN模型中的超参数NumNeighbors设置为2,训练得到KNN模型,然后将XT输入至训练好的KNN模型,利用predict函数对电池SOH进行预测,从而预测得到电池T的SOH伪标签;最后再将伪SOH标签带入至步骤(4.2.2)中的分布匹配公式,从而实现条件分布匹配;具体伪标签生成步骤如下:
KNN_=fitcknn(XS,YS,'NumNeighbors',2)Pseudo_SOH=KNN_.predict(XT)(5)、通过正则化器对电池S和电池T的特征数据进行权重调整;
i
其中, v表示V的第i行,Vs即为转换矩阵V中电池S的特征对应的转换j
矩阵; v表示V的第j行,Vt即为V中电池T的特征对应的转换矩阵;
(6)、建立优化目标及求解(6.1)、建立如下优化目标(6.2)、优化目标求解
*
将协方差矩阵X的前k个大的特征值构成对角矩阵Φ=diag(φ1,φ2,…,φk),并作为拉格朗日乘子,然后计算优化目标对应的拉格朗日函数,即:通过令 得到
其中,G是一个对角次梯度矩阵,由 得到,具体形式为(7)、SOH估计
T
(7.1)、获取域匹配之后的电池S和电池T对应的数据域Z=VK;
(7.2)、计算电池S的特征X'S=ZS,其中,ZS=(Z)i,k,i=1,2,…,ns,k=1,2,…,m;计算电池T的特征X'T=ZT,其中,ZT=(Z)j,k,j=1,2,…,nt,k=1,2,…,m;
(7.3)、利用MATLAB的newff函数建立两层前馈反向传播网络,通过将X'S与YS作为输入数据训练网络,然后通过输入X'T预测电池T的SOH即YT。
2.根据权利要求1所述的基于RKHS域匹配的迁移学习预测电池SOH方法,其特征在于,所述矩阵M0满足:
其中,(m0)i'j'为矩阵M0的第i'行第j'列元素。
3.根据权利要求1所述的基于RKHS域匹配的迁移学习预测电池SOH方法,其特征在于,所述矩阵 满足:
其中, 为矩阵 的第i'行第j'列元素。