利索能及
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专利号: 2021103464012
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于交叉流形嵌入迁移学习的电池SOH预测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、提取特征

(1.1)、提取辅助电池S在每一次完整充放电过程中的m维特征向量,以及健康状态SOH,由这些特征向量与SOH构成源域 其中,X与Y分别表示特征向量集合与SOH集合,x与y分别表示单次提取的特征向量和健康状态SOH,n表示辅助电池S在整个寿命周期的总循环次数;

(1.2)、提取新电池T在前t次完整充放电过程中的m维特征向量,以及健康状态SOH,由T

这些特征向量与SOH构成目标域 其中,Y∈[a,b],

(2)、数据预处理

利用matlab中的mapminmax函数分别对Dsource和Dtarget中的特征向量x进行归一化,健康状态y不变,然后再利用matlab中的smooth函数分别进行滤波平滑化处理,处理完成后的源域记为 目标域记为

(3)、流形映射

(3.1)、将将步骤(2)处理后的目标域 作为流形映射的锚点集Danchor,即:(3.2)、从源域 中选择辅助集Dtrain;

从步骤(2)处理后的源域 中选取与锚点集Danchor的SOH处于同一区间[a,b]的电池数据作为流形映射的对象,构成辅助集(3.3)、寻找辅助集Dtrain在锚点集Danchor中的K近邻及最优权重,并做特征映射得到理想点集Dideal:

(3.3.1)、在辅助集Dtrain任意选取一个辅助集样本(xk,yk),k=1,2,…,n',n'为辅助集Dtrain中辅助集样本的个数,n'<n;

(3.3.2)、计算每一个锚点 与辅助集样本(xk,yk)的SOH的绝对值, 然后对所有的绝对值进行升序排列,选取绝对值最小的K个锚点作为辅助集样本(xk,yk)在锚点集Danchor中的K近邻,记为(3.3.3)、求解辅助集样本(xk,yk)关于K近邻的最优权重;

记辅助集样本(xk,yk)关于K近邻 的权重向量为W=[w1,w2,…,wh,…,wK],wh为辅助集样本(xk,yk)关于第h个近邻点 的权重;

基于流形映射的LLE算法,求辅助集样本(xk,yk)关于K近邻的最优权重W,即求解以下优化问题:

求解步骤如下:

1)、取辅助集样本(xk,yk)与K近邻 的SOH,令:Y=[yk,…,

1×K

yk]∈R , 其中,R表示实数域;

T K×K

构造矩阵S:S=(Y‑N) (Y‑N)∈R ,此处的上标T表示转置;

‑1 K×K

2)、计算S的逆矩阵S ∈R ;

‑3 ‑1

令S+10 *trace(S)*eye(K,K)替代S,然后计算逆矩阵S ;其中,trace(S)为矩阵S的迹,eye(K,K)为K阶单位矩阵;

‑1

3)、根据S 计算最优权重W: 其中1K表示K*1维的元素全为1的向量,此处的上标T表示转置;

(3.3.4)、辅助集样本(xk,yk)的特征映射;

利用K近邻 及最优权重W将辅助集样本(xk,yk)的特征向量x进行映射,得到 从而得到辅助集样本(xk,yk)的特征映射理想点(3.4)、重复步骤(3.3.1)‑(3.3.4),将辅助集Dtrain中所有辅助集样本的特征向量x进行映射,得到所有的特征映射理想点;

(3.5)、将所有的特征映射理想点构成理想点集(4)、源域的映射;

(4.1)、通过matlab中的polyfit函数将辅助集映射前后的两个点集Dtrain与Dideal的特征向量x进行多项式拟合,得到模型p;

(4.2)、基于模型p,利用matlab中的polyval函数对源域Dsource的特征向量x进行映射,得到源域映射后的点集D'source;

(5)、实时预测新电池T的SOH;

(5.1)、将映射后的源域数据D'source训练最小二乘支持向量机预测模型,使每输入一个特征向量 最小二乘支持向量机预测模型对应输出一个SOH值 即:(5.2)、实时采集新电池T在第t+1次完整充放电过程中的m维特征向量,然后按照步骤(2)所述方法进行预处理,预处理完成后输入至最小二乘支持向量机预测模型,从而实时输出新电池T在第t+1时刻的SOH值。