1.一种基于改进灰狼优化算法的RBF神经网络的锂离子电池SOH估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、数据采集:
对任意锂电池进行n次充放电,并记录充放电过程中锂电池的电流、电压、温度、时间数据以及每次放电完全的容量;
k
步骤S2、以第k次充电过程的恒流充电时间f1 、恒压充电时间 增量容量曲线的峰值k kf3及峰值f3对应位置 作为第k次输入特征向量为 以第k次锂电池的
1 2 k n
真实健康状态值SOH作为输出值 由输入特征矩阵F=[F ;F ;…;F ;…;F]和输出向量构成训练集;
步骤S3、构建改进RBF神经网络,并基于所述训练集,采用改进灰狼优化算法优化网络中的参数;
步骤3.1、利用式(1)构建改进的RBF神经网络:
式(1)中,wi表示RBF神经网络中第i个隐含层节点与输出节点的连接权值,则RBF神经网络中所有隐含层节点与输出节点的连接权值构成的向量记为w,ci表示RBF神经网络中第i隐含层节点处激活函数的中心点,则RBF神经网络中所有隐含层节点处激活函数的中心点构成的矩阵记为c,Φ是线性多项式的系数,h表示隐含层节点的数量;g(F‑ci)为隐含层的激活函数,并由式(2)得到:式(2)中,σi是RBF神经网络中第i隐含层节点的方差参数;则RBF神经网络中所有隐含层节点的方差参数构成的向量记为σ;
步骤3.2、通过改进灰狼优化算法对改进RBF神经网络的五种参数[σ,c,w,Φ,h]进行寻优:步骤3.2.1、定义当前迭代次数为t,并初始化t=1;
定义并初始化改进灰狼算法中的各个参数,包括:狼群的大小M,最大迭代次数T,搜索空间维度D及第t代系数向量at;
步骤3.2.2、随机初始第t代灰狼种群{Xj(t)|j=1,2,…,M},其中,Xj(t)表示第t代第j个灰狼个体的方向向量,且每个灰狼个体的方向向量均为改进RBF神经网络中的五种参数;
步骤3.2.3、利用式(3)计算第t代灰狼种群中第j个灰狼个体的适应度函数值finessj(t),从而得到第t代灰狼种群中每个灰狼个体的适应度函数值;
式(3)中, 和Yk分别为SOH的真实值和拟合值,λ是参数;
步骤3.2.4、对第t代灰狼种群中每个灰狼个体的适应度函数值进行升序排序,找出适应度函数排名前三的灰狼个体分别记为α(t)、β(t)、γ(t),并将第t代灰狼个体α(t)的方向向量记为Xα(t)、第t代灰狼个体β(t)的方向向量记为Xβ(t)、第t代灰狼个体γ(t)的方向向量记为Xγ(t);
步骤3.2.5、利用式(4)确定第t+1代中最优灰狼个体的方向向量X(t+1):式(4)中:Gauchy(0,1)表示一个均值为0,方差为1的随机数;
步骤3.2.6、利用式(5)更新第t代系数向量at:式(5)中:rand表示(0,1)之间的随机数;
步骤3.2.7、将t+1赋值给t后,判断t>T是否成立,若成立,则输出第T代最优灰狼个体* * * * *的方向向量,并作为优化后的改进RBF神经网络的最优参数[σ,c ,w ,Φ ,h],否则,转向步骤3.2.3顺序执行;
* * * * *
步骤S4、保存最优参数[σ,c ,w ,Φ ,h]所对应的RBF神经网络并作为SOH估计模型;用于对输入的任一特征矩阵进行健康状态值SOH估计。