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专利号: 2024107637334
申请人: 山东工商学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于,获取策略包括以下步骤:S1、对于三段式充电的三个充电阶段,分别建立电压集合和容量集合,其中三个充电阶段为恒流充电阶段、恒压充电阶段和涓流充电阶段;

S2、建立包含观察蜂、侦察蜂和采蜜蜂的充电蜂群系统,通过充电蜂群系统,迭代搜索各个充电阶段的最优蜜源信息,即为充电电压和电池容量混合变化率的最优解;

S3、建立包含竞争层、神经元聚集层、动态调整层和传递层的GSOM动态拓扑模型;

S4、依据GSOM动态拓扑模型,初始化充电蜂群系统中的蜜蜂个体,形成初始种群,在充电蜂群系统的迭代搜索过程中,通过GSOM动态拓扑模型动态调整蜜蜂个体的位置和行为,当某个蜜蜂个体无法有效搜索最优蜜源信息时,调整其搜索策略,增加搜索范围,最终获取各个充电阶段的最优蜜源信息,以此建立起快速充电控制系统,实现快速充电控制策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:所述的S1中,针对恒流充电阶段、恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压变化和电池已充容量变化,分别建立电压集合和容量集合:恒流充电阶段的电压集合vin1和容量集合cin1分别表示为:;

恒压充电阶段的电压集合vin2和容量集合cin2分别表示为:;

涓流充电阶段的电压集合vin3和容量集合cin3分别表示为:;

其中,n、p、q分别是恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段所采集数据的个数。

3.根据权利要求2所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:所述的S2中,对应三个充电阶段,分别设定三个蜜源搜索方向,分别为NS1、NS2和NS3,迭代搜索过程中,在三个充电阶段,初始搜索获取的蜜源信息被记录为短时最优蜜源信息,后续搜索过程中,若新获取的短时最优蜜源信息优于之前的短时最优蜜源信息,则用新生成的短时最优蜜源信息代替之前的短时最优蜜源信息,将三个充电阶段当前最优的短时最优蜜源信息分别记录为Nectar1、Nectar2和Nectar3;

充电蜂群系统的最优解的解空间维度为6,对应三个充电阶段,该解空间维度Space表示为:;

充电电压和电池容量混合变化率的最优解即为恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段的充电电压和电池容量的最优的混合变化率,分别记为Mix1、Mix2和Mix3,则此时的解空间维度变为3。

4.根据权利要求3所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:迭代搜索过程中,观察蜂寻找新的蜜源信息的搜索公式如下:;

式中, 为观察蜂新生成的蜜源信息;B1为观察蜂之前的蜜源信息;rd为定义在区间[‑

1,1]之间的搜素随机数;α和β为搜索蜜源信息过程中的控制调节参数,用于调节蜜源搜索方向;

搜索过程中,观察蜂选择蜜源信息的概率表示为:

式中,fa为第a个蜜源信息的适应度函数;n为蜜源的个数;vxy和cxy分别表示下标为xy的电压和容量数据,1≤x≤3,1≤y≤max(n,p,q),x和y均为整数;

侦察蜂在搜索过程中的搜索公式为:

式中, 为侦察蜂新生成的蜜源信息;B2为侦察蜂之前的蜜源信息; 和 分别为三个充电阶段的最优蜜源信息的解空间第dim维的上界和下界,1≤dim≤3,且dim为整数;

侦察蜂选择蜜源信息的概率表示为:

式中,ga为侦察蜂在搜集蜜源信息中的适应度函数;

采蜜蜂在采蜜过程中,选择蜜源信息的概率P3表示为:;

式中, 为采蜜蜂选择的蜜源信息; 为采蜜蜂在采蜜过程中控制权重的参数;ha为采蜜蜂在采蜜过程中的适应度函数。

5.根据权利要求4所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:对于三个蜜源搜索方向NS1、NS2和NS3,其满足:;

式中,NS代表NS1、NS2和NS3,dnectar为综合短时最优蜜源信息;w1、w2和w3分别为三个充电阶段的短时最优蜜源的权重系数,其中w1+w2+w3=1。

6.根据权利要求4所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:所述的S3中,竞争层包括一层神经元和二层神经元,对应电压集合和容量集合中的数据,将一层神经元和二层神经元定义为电压神经元和容量神经元,竞争层中的每一个神经元相当于一个根节点;神经元聚集层为每个充电阶段的短时最优蜜源信息;动态调整层对神经元聚集层进行动态调整;传递层将神经元聚集层中的最优蜜源信息传递给各个蜜蜂个体。

7.根据权利要求5所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:竞争层中,神经元之间的权重关系D表示为:;

式中,vxy‑dim是第dim维的下标为xy的电压神经元;cxy‑dim是第dim维的下标为xy的容量神经元; 是vxy‑dim位置周围相邻的任一个神经元; 是cxy‑dim位置周围相邻的任一个神经元。

8.根据权利要求6所述的一种基于GSOM改进人工蜂群的快速充电控制策略,其特征在于:所述的S4中,基于GSOM动态拓扑模型最终获取各个充电阶段的最优蜜源信息是过程为:S41、将GSOM动态拓扑模型的初始拓扑半径定义为 ,其中it=0代表迭代次数为0,随着迭代次数的增加,拓扑半径的变化方式为:;

式中,b为迭代次数, 即为迭代次数为b时的拓扑半径;itmax为最大迭代次数;

S42、通过GSOM动态拓扑模型初始化充电蜂群系统的蜜蜂个体,蜜蜂个体与vxy和cxy一一对应,形成初始种群Bees,具体过程为,充电蜂群系统的蜜蜂个体等效为每一个电压神经元和容量神经元,将各个充电阶段的电压神经元和容量神经元作为GSOM动态拓扑模型的输入向量,分别记为恒流充电阶段电压输入向量VIN1、恒压充电阶段电压输入向量VIN2和涓流充电阶段电压输入向量VIN3,以及恒流充电阶段容量输入向量CIN1、恒压充电阶段容量输入向量CIN2和涓流充电阶段容量输入向量CIN3,表示为:;

S43、在充电蜂群系统的迭代搜索过程中,动态调整蜜蜂个体的位置和行为,表示为:;

式中, 和 分别是vxy对应的蜜蜂个体的新位置和旧位置; 和 分别是cxy对应的蜜蜂个体的新位置和旧位置;Mixx为第x个充电阶段最优的混合变化率;

和 分别为第x个充电阶段新蜜蜂个体和旧蜜蜂个体的适应值;

S44、当某个蜜蜂个体无法有效搜索最优蜜源信息时,调整其搜索策略,增加搜索范围,进行动态调整搜索,对于恒流充电阶段电压输入向量VIN1的动态调整搜索,表示为:;

式中, 表示不断迭代更新α、β和 ,从而不断改变观察蜂、侦察蜂和采蜜蜂寻找新蜜源信息的搜索方式;

对于恒压充电阶段电压输入向量VIN2和涓流充电阶段电压输入向量VIN3,以及恒流充电阶段容量输入向量CIN1、恒压充电阶段容量输入向量CIN2和涓流充电阶段容量输入向量CIN3的动态调整搜索,以此类推。