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基于TCN的柴油机RUL预测系统设计与实现
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作者 张曦 杨颖 +2 位作者 陈超君 王春风 杨磊 《物联网技术》 2025年第11期72-75,共4页
传统发动机的维护策略通常基于预定的时间表或使用周期,按照固定的间隔进行例行检查和维护,这种方式不仅效率低下,而且维护成本较高。为了提升柴油机设备的预测性维护能力,减少不必要的检查和停机,提高发动机利用率,设计并实现了一个基... 传统发动机的维护策略通常基于预定的时间表或使用周期,按照固定的间隔进行例行检查和维护,这种方式不仅效率低下,而且维护成本较高。为了提升柴油机设备的预测性维护能力,减少不必要的检查和停机,提高发动机利用率,设计并实现了一个基于时间卷积网络(TCN)的柴油机剩余使用寿命(RUL)预测系统。文中采用主流的Vue.js和Python Flask前后端分离的开发框架,并基于TCN深度学习模型对时序数据进行处理和分析,设计并实现了柴油机的RUL预测系统。试运行结果表明,该系统能够有效预测柴油机的剩余使用寿命,为柴油机的预测性维护系统提供了有效的解决方案,具有广阔的工程应用前景。 展开更多
关键词 rul预测系统 时间卷积网络 指数平滑 归一化 系统设计 Flask框架
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HS-MoE和MH-MoE模型在电池SOH和RUL预测中的对比研究 被引量:1
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作者 常伟 胡志超 +1 位作者 潘多昭 师继文 《科技和产业》 2025年第13期122-132,共11页
电池的健康状态(SOH)和剩余使用寿命(RUL)是评估电池性能退化和潜在使用期限的核心指标。在实际应用中,准确预测电池的SOH和RUL至关重要。为了捕捉电池性能的变化并做出预测,通常依赖于电池的运行数据来训练机器学习算法,如神经网络或... 电池的健康状态(SOH)和剩余使用寿命(RUL)是评估电池性能退化和潜在使用期限的核心指标。在实际应用中,准确预测电池的SOH和RUL至关重要。为了捕捉电池性能的变化并做出预测,通常依赖于电池的运行数据来训练机器学习算法,如神经网络或深度学习算法。然而,传统的机器学习模型往往采用单一架构来适应整个数据集,这在处理复杂且异质性强的大数据时显得不足,这类模型普遍存在泛化能力不足和过拟合的风险,且在大数据处理上效率低下。为此,采用多层稀疏混合专家模型(HS-MoE)和多头混合专家模型(MH-MoE)分别构建电池SOH和RUL的预测模型。在NASA (美国国家航空和宇宙航行局)和EIS(电化学阻抗谱)公开的数据集上进行对比实验,结果显示在两个数据集上,MH-MoE模型在预测SOH和RUL方面的表现均优于HS-MoE模型。 展开更多
关键词 混合专家模型(MoE) 多层稀疏混合专家模型(HS-MoE) 多头混合专家模型(MH-MoE) 电池的健康状态(SOH) 剩余使用寿命(rul)
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The RUL Prediction of Li-Ion Batteries Based on Adaptive LSTM 被引量:1
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作者 Samrat Koirala Thakuri Huibo Li +1 位作者 Diwang Ruan Xianyu Wu 《Journal of Dynamics, Monitoring and Diagnostics》 2025年第1期53-64,共12页
With the widespread adoption of electric vehicles and energy storage systems,predicting the remaining useful life(RUL)of lithium-ion batteries(LIBs)is critical for enhancing system reliability and enabling predictive ... With the widespread adoption of electric vehicles and energy storage systems,predicting the remaining useful life(RUL)of lithium-ion batteries(LIBs)is critical for enhancing system reliability and enabling predictive maintenance.Traditional RUL prediction methods often exhibit reduced accuracy during the nonlinear aging stages of batteries and struggle to accommodate complex degradation processes.This paper introduces a novel adaptive long short-term memory(LSTM)approach that dynamically adjusts observation and prediction horizons to optimize predictive performance across various aging stages.The proposed method employs principal component analysis(PCA)for dimensionality reduction on publicly available NASA and Mendeley battery datasets to extract health indicators(HIs)and applies K-means clustering to segment the battery lifecycle into three aging stages(run-in,linear aging,and nonlinear aging),providing aging-stage-based input features for the model.Experimental results show that,in the NASA dataset,the adaptive LSTM reduces the MAE and RMSE by 0.042 and 0.043,respectively,compared to the CNN,demonstrating its effectiveness in mitigating error accumulation during the nonlinear aging stage.However,in the Mendeley dataset,the average prediction accuracy of the adaptive LSTM is slightly lower than that of the CNN and Transformer.These findings indicate that defining aging-stage-based adaptive observation and prediction horizons for LSTM can effectively enhance its performance in predicting battery RUL across the entire lifecycle. 展开更多
关键词 adaptive LSTM battery degradation mechanism Li-Ion battery rul prediction
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基于时空融合Transformer的航空发动机RUL预测
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作者 王昱 杨晓庆 +1 位作者 李硕 张哲成 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期318-328,共11页
航空发动机数据呈现多变量、非线性和动态变化等复杂特征,且具有显著的时空关联性。大多数研究在分析数据时,往往局限于单一的多传感器尺度或时间尺度,且往往忽视数据间的长时依赖性,限制了其在航空发动机剩余使用寿命(remaining useful... 航空发动机数据呈现多变量、非线性和动态变化等复杂特征,且具有显著的时空关联性。大多数研究在分析数据时,往往局限于单一的多传感器尺度或时间尺度,且往往忽视数据间的长时依赖性,限制了其在航空发动机剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测任务中的应用。为此,提出了一种时空融合Transformer网络模型。该模型在保留Transformer架构中的多头注意力机制和位置编码的优势以精准捕捉长时依赖特征的基础上,首先采用高效全连接网络替代原有的解码操作模块,匹配航空发动机RUL预测非线性回归问题属性的同时简化模型结构;然后,通过引入空间注意力机制模块,深入挖掘不同变量间的空间特征;最后,应用改进的赤池信息量准则对Transformer的重要超参数进行辨识,解决其超参数的选择难题。经C-MAPSS以及PHM08预测数据挑战赛两数据集的多组试验证实所提模型的有效性及其在预测精度方面的卓越表现。 展开更多
关键词 剩余使用寿命(rul)预测 Transformer神经网络 深度学习 赤池信息量准则 时空融合 空间注意力
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基于SMoE模型和电池融合数据的SOH和RUL联合预测
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作者 常伟 胡志超 +1 位作者 潘多昭 师继文 《科技和产业》 2025年第11期91-99,共9页
电池的健康状况(SOH)和电池的剩余使用寿命(RUL)是衡量电池性能衰减和剩余使用时间的关键指标。预测电池SOH和RUL在实际应用中具有重要意义。通常会借助电池运行数据来训练机器学习算法,如神经网络或深度学习,以此来捕捉电池SOH和RUL的... 电池的健康状况(SOH)和电池的剩余使用寿命(RUL)是衡量电池性能衰减和剩余使用时间的关键指标。预测电池SOH和RUL在实际应用中具有重要意义。通常会借助电池运行数据来训练机器学习算法,如神经网络或深度学习,以此来捕捉电池SOH和RUL的变化规律并进行预测。传统的机器学习模型往往采用单个模型来适配整个数据集,这在面对复杂且具有高度异质性的数据时显得力不从心,每一个预测目标构建一个模型,模型训练和维护成本较高。使用稀疏混合专家模型(SMoE),构建电池SOH和RUL的联合预测模型,使用电池融合数据,同时预测电池SOH和RUL。在NASA(美国国家航空和宇宙航行局)公开数据集合上测试效果。结果表明,提出的联合预测模型能够很好地预测电池SOH和RUL,SOH预测值的均方误差为0.069,RUL预测值的均方误差为2.042。在电化学阻抗谱(EIS)公开数据集合上测试效果,联合预测模型的SOH预测值的均方误差为0.118,RUL预测值的均方误差为3.072,准确性均有大幅度提升。 展开更多
关键词 MoE(混合专家模型) SMoE(稀疏混合专家模型) SOH(健康状况) rul(剩余使用寿命)
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融合EMD与GAIPSO-LSTM算法的锂离子电池RUL预测方法研究
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作者 张俊贤 周英超 +3 位作者 李波 薛博峰 蒙心蕊 陈培震 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第6期28-36,共9页
为提高锂离子电池RUL预测精度,提出一种将经验模态分解(EMD)、遗传算法混合改进粒子群优化算法(GAIPSO)以及长短期记忆(LSTM)神经网络结合的锂离子电池RUL预测模型。通过EMD对数据进行分解,结合Logistic混沌映射、自适应惯性权重、改进... 为提高锂离子电池RUL预测精度,提出一种将经验模态分解(EMD)、遗传算法混合改进粒子群优化算法(GAIPSO)以及长短期记忆(LSTM)神经网络结合的锂离子电池RUL预测模型。通过EMD对数据进行分解,结合Logistic混沌映射、自适应惯性权重、改进的速度更新公式,以及遗传算法中的选择、交叉和高斯变异操作,优化粒子群算法,利用改进后的GAIPSO算法对LSTM模型的参数进行优化,使用EMD-GAIPSO-LSTM预测模型对电池寿命进行预测,通过NASA发布的数据集进行模型预测精度验证。结果表明:该模型预测结果的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均方根差(root mean square error,RMSE)分别在0.01204与0.01372以内,R^(2)在0.9791以上。相比于SSA-LSTM和PSO-LSTM模型,预测精度提高4.7%和2.5%,证明该模型对锂离子电池RUL预测准确性较高。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命 EMD分解 遗传算法混合改进粒子群算法 长短期记忆神经网络
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基于差分电压和Elman神经网络的锂离子电池RUL预测方法 被引量:13
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作者 李练兵 李思佳 +5 位作者 李洁 孙坤 王正平 杨海跃 高冰 杨少波 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2373-2384,共12页
锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测对电池的使用维护极为重要,提出一种基于差分电压和Elman神经网络预测锂离子电池RUL的方法。首先,根据美国国家航天航空局(National Aeronautics and Space Administration,NASA... 锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测对电池的使用维护极为重要,提出一种基于差分电压和Elman神经网络预测锂离子电池RUL的方法。首先,根据美国国家航天航空局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的锂离子电池数据集,分析电池差分电压曲线和充放电曲线,提取电池容量退化特征量;其次,通过Pearson法分析特征量之间的相关性,将充电差分电压曲线初始拐点值、放电差分电压曲线峰值、放电时间、静置时间作为电池RUL预测的间接健康因子;最后,建立以上述间接健康因子为输入,电池容量为输出的Elman神经网络,进行锂离子电池的RUL预测。基于不同间接健康因子和不同神经网络的四种电池容量预测对比实验表明,在间接健康因子中加入充电差分电压曲线初始拐点值和放电差分电压曲线峰值可以提高电池寿命预测精度,Elman神经网络可准确预测电池容量。基于不同循环次数预测电池RUL,预测的平均均方根误差为1.55%。 展开更多
关键词 锂离子电池 rul 差分电压 ELMAN神经网络 相关系数
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基于改进CNN-BiGRU-A的涡扇发动机RUL智能预测与维护
8
作者 董海 吴越童 《电子测量技术》 北大核心 2025年第18期100-110,共11页
针对现代工业系统大多关注其预测性能而很少同时考虑设备维护决策问题,提出一种数据驱动的动态预测性维护方法,以避免系统因故障突然停机,确保系统安全运行。首先,通过对涡扇发动机的健康状态进行实时监控,获取运行数据,以此建立基于注... 针对现代工业系统大多关注其预测性能而很少同时考虑设备维护决策问题,提出一种数据驱动的动态预测性维护方法,以避免系统因故障突然停机,确保系统安全运行。首先,通过对涡扇发动机的健康状态进行实时监控,获取运行数据,以此建立基于注意力机制结合卷积-双向门控循环单元的涡扇发动机剩余使用寿命模型,利用黑鹰优化算法对该模型的超参数进行调优;其次,将监测数据输入训练好的集成网络,并根据预测的剩余使用寿命,提出一种具有不确定系统任务周期的动态预测性维护策略;最后,以C-MAPSS数据集为例,验证本文所提方法能够提高设备预测性能,预测后维护效果良好。 展开更多
关键词 预测性维护 剩余使用寿命 黑鹰优化算法 涡扇发动机
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基于DS数据融合与SVR-PF的锂离子电池RUL预测方法 被引量:2
9
作者 王常虹 董汉成 +1 位作者 凌明祥 李清华 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期109-118,12,共10页
为防止锂离子电池失效导致的系统失效,提出一种基于DS数据融合与支持向量回归机粒子滤波(Support Vector Regression-Particle Filter,SVR-PF)的锂离子电池剩余有效工作时间(Remaining Useful Life,RUL)预测方法.结果表明:该预测方法能... 为防止锂离子电池失效导致的系统失效,提出一种基于DS数据融合与支持向量回归机粒子滤波(Support Vector Regression-Particle Filter,SVR-PF)的锂离子电池剩余有效工作时间(Remaining Useful Life,RUL)预测方法.结果表明:该预测方法能够融合不同数据源对锂离子电池RUL的预测结果,改进可用数据较少时RUL的预测准确度. 展开更多
关键词 锂离子电池 rul DS数据融合 SVR-PF
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基于WGAN的多维数据生成方法及其在RUL预测中的应用
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作者 张晟斐 李天梅 +2 位作者 胡昌华 司小胜 张博玮 《机械工程学报》 北大核心 2025年第16期70-82,共13页
考虑到大数据背景下随机退化设备监测数据呈现出“碎片化、高维化、不完整”的特点,提出一种存在数据缺失情形下的随机退化设备剩余寿命(Remaining useful life, RUL)预测方法。面向非理想的传感器数据,基于Wasserstein生成对抗网络(Was... 考虑到大数据背景下随机退化设备监测数据呈现出“碎片化、高维化、不完整”的特点,提出一种存在数据缺失情形下的随机退化设备剩余寿命(Remaining useful life, RUL)预测方法。面向非理想的传感器数据,基于Wasserstein生成对抗网络(Wasserstein generative adversarial network, WGAN)分析利用数据隐藏信息,扩充补全不连续的时间序列,从而改善数据质量。此外,考虑到多性能退化变量相互耦合、相互影响,采用Hausdorff距离分别从时间和空间属性上衡量数据之间的多维相似度,深度挖掘各变量之间的潜在关联。最后,融合多源传感器监测数据,构建设备性能退化模型,通过退化特征首达失效阈值的时间实现RUL预测。 展开更多
关键词 大数据 数据缺失 Wasserstein生成对抗网络 多维相似度 剩余寿命预测
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基于PCA-CEEMDAN和改进SVR的锂电池RUL预测
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作者 吴伟丽 卢双双 《电源学报》 北大核心 2025年第6期267-280,共14页
针对锂离子电池在进行剩余使用寿命RUL(remaining useful life)的直接预测时容量难以获取及间接预测时特征参数存在冗余或不足的问题,提出了1种基于数据预处理技术和改进支持向量回归SVR(support vector regression)的锂离子电池RUL间... 针对锂离子电池在进行剩余使用寿命RUL(remaining useful life)的直接预测时容量难以获取及间接预测时特征参数存在冗余或不足的问题,提出了1种基于数据预处理技术和改进支持向量回归SVR(support vector regression)的锂离子电池RUL间接预测方法。首先在电池充放电阶段提取多个间接特征参数,利用主成分分析法对众多参数进行去冗余处理,重构出1个包含充分信息的融合健康因子HI(health indicator);然后搭建基于鲸鱼优化算法和SVR的融合HI预测模型及容量预测模型,利用自适应白噪声完备集成经验模态分解将融合HI分解为若干模态分量,将各分量分别输入融合HI预测模型进行HI预测,将预测结果叠加并输入容量预测模型实现RUL间接预测;最后采用NASA电池退化数据集进行验证。结果表明,所提方法RUL预测结果的平均绝对误差和均方根误差控制在1.78%和2.5%以内,有效提高了RUL的预测精度,为锂离子电池RUL预测提供了新思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命预测 支持向量回归 主成分分析 经验模态分解
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Rul-tractor装置辅助经剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术学习曲线分析 被引量:1
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作者 鲍峰 车云 +1 位作者 元及 吴宗阳 《合肥医科大学学报》 2022年第2期200-205,共6页
目的评估在Rul-tractor装置辅助下,经剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术的手术效果和学习曲线。方法纳入2019年1月至2020年5月武警安徽省总队医院胸外科29名前纵隔肿瘤患者,由年轻外科医生独立完成Rul-tractor装置辅助下剑突下胸腔镜胸腺肿瘤... 目的评估在Rul-tractor装置辅助下,经剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术的手术效果和学习曲线。方法纳入2019年1月至2020年5月武警安徽省总队医院胸外科29名前纵隔肿瘤患者,由年轻外科医生独立完成Rul-tractor装置辅助下剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除手术。总结临床特点和手术结果,并以手术时间的累积和(CUSUM)值评价学习曲线。结果所有患者均接受全胸腺切除术,包括肿瘤R0切除,无中转至正中胸骨切开。如合并重症肌无力(Myasthenia gravis,MG)则需行前纵隔脂肪扩大清扫术,合并MG的患者有4例(13.8%);临床特点中肿瘤直径为2.6~7.0 cm,平均直径4.3±1.8 cm;位置较高骑跨于无名静脉的肿瘤18例(62.1%);术后组织学病理特征中胸腺瘤17例(59.0%)、胸腺囊肿9例(31.1%)、胸腺癌1例(3.3%)、胸腺增生1例(3.3%)、畸胎瘤1例(3.3%);手术时间70~150 min,平均时间(103.0±19.8)min,术中出血量15~100 mL,平均为(31.5±15.8)mL,带管时间1~5 d,平均(2.9±2.2)d,住院天数3~9 d,平均(5.4±2.1)d;术中术后并发症4例(13.8%),无肌无力危象发生;无术后死亡及复发病例。手术时间在19例后趋于下降平稳趋势。结论在Rul-tractor胸骨牵拉装置的辅助下实施剑突下胸腔镜胸腺肿瘤切除术,学习曲线约为19例,可被无丰富手术经验的年轻外科医生快速掌握,获得的手术结果可以接受。 展开更多
关键词 rul-tractor装置 胸腺肿瘤 剑突下 手术结果 学习曲线
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基于充电电压均值的锂离子电池RUL估算方法
13
作者 孙晓艳 彭力 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第6期793-799,共7页
针对具有高复杂性电化学系统的锂离子电池,提出了一种基于模型的预测电池剩余寿命的方法.考虑到外部特性参数的易测量和易处理,筛选出了和电池容量具有较高相关性的充电电压均值,然后构建电池退化模型预测RUL.该方法建立了二元回归模型... 针对具有高复杂性电化学系统的锂离子电池,提出了一种基于模型的预测电池剩余寿命的方法.考虑到外部特性参数的易测量和易处理,筛选出了和电池容量具有较高相关性的充电电压均值,然后构建电池退化模型预测RUL.该方法建立了二元回归模型,以充电电压均值和充放电循环次数为特征量,构建了阶数为二的多项式模型.仿真结果表明,基于充电电压均值的容量退化模型不仅能够很好地预测当前容量,也能够更精确地预测RUL.同时仿真测试中对三个电池使用了该方法,都取得了较好的结果,说明该方法对锂离子电池的RUL预测具有较好的适用性. 展开更多
关键词 锂离子电池 充电电压均值 退化模型 rul
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基于优化VMD-SSA-LSTM算法的锂离子电池RUL预测
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作者 朱宗玖 顾发慧 《安徽理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期11-19,共9页
目的为了避免锂电池在使用的过程中可能会出现容量虚假回升现象,从而导致电池在超出退化标准后继续使用造成风险。方法提出基于鲸鱼优化算法(WOA)、分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)和长短时记忆神经网络(LSTM)的组合预测算法对锂离... 目的为了避免锂电池在使用的过程中可能会出现容量虚假回升现象,从而导致电池在超出退化标准后继续使用造成风险。方法提出基于鲸鱼优化算法(WOA)、分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)和长短时记忆神经网络(LSTM)的组合预测算法对锂离子电池剩余寿命(RUL)进行预测。首先对于变分模态分解模态数K和惩罚因子a以往需要凭经验确定的问题,提出使用WOA对VMD的两个参数进行寻优。其次将原始容量退化数据根据上一步确定的参数进行模态分解,得到有限个模态分量。由于经过分解过后得到的残差分量的起伏性较大,因此将其作为其中的一个分量。最后,使用SSA优化LSTM的超参数,并对得到的模态分量和残差分量进行预测,并将预测的各个分量重构得到预测结果。结果采用NASA PCoE实验室公开的锂电池失效数据集进行实验,验证了所提出的WOA-VMD-SSA-LSTM优化算法相较于其他2种优化算法,在平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均相对百分误差(MAPE)3项评价标准中都是最低,且MAPE小于1%。结论该优化算法对于锂电池RUL预测具有不错的精度和稳定性,为锂电池RUL预测提供了一种新的预测模型的同时,也为VMD超参数的选择和确定提供了一种新方法。 展开更多
关键词 rul预测 VMD 锂离子电池 LSTM SSA
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面向装备RUL预测的平行仿真技术 被引量:4
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作者 葛承垄 朱元昌 邸彦强 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期725-736,共12页
装备平行仿真是系统建模与仿真领域的新兴仿真技术,已经成为研究热点。在装备维修保障领域中,分析了装备剩余寿命(RUL)预测存在的突出问题,即模型参数固定、不具备自适应演化能力,成为阻碍实现装备剩余寿命自适应预测的首要因素。结合... 装备平行仿真是系统建模与仿真领域的新兴仿真技术,已经成为研究热点。在装备维修保障领域中,分析了装备剩余寿命(RUL)预测存在的突出问题,即模型参数固定、不具备自适应演化能力,成为阻碍实现装备剩余寿命自适应预测的首要因素。结合装备平行仿真理论,在建模分析的基础上提出了面向装备剩余寿命预测的平行仿真框架,该框架以Wiener状态空间模型为基础仿真模型,在动态注入的装备退化观测数据驱动下,利用期望最大化(EM)算法在线更新模型参数,并利用卡尔曼滤波(KF)算法实现仿真输出数据与观测数据的同化(DA),从而实现仿真模型动态演化,使得仿真输出不断逼近装备真实退化状态,为准确预测剩余寿命提供高逼真度仿真模型和数据输出。以某轴承性能退化数据为数据驱动源,对该框架进行了验证,仿真结果表明平行仿真方法能准确仿真装备性能退化过程,在提高预测精度的基础上实现了装备剩余寿命的自适应预测,有力证明了平行仿真方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 平行仿真 模型演化 剩余寿命(rul) 数据同化(DA) 参数估计
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基于SVD-SAE-GPR的锂离子电池RUL预测 被引量:2
16
作者 董渊昌 庞晓琼 +4 位作者 贾建芳 史元浩 温杰 李笑 张鑫 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1257-1267,共11页
锂离子电池是重要的储能手段之一,对其剩余使用寿命(RUL)进行预测具有非常重要的实际意义。本工作首先针对传统特征提取方法依赖参数设置且对于不同锂离子电池数据集适应性差的缺陷,将电池数据视作矩阵,并引入奇异值分解(SVD)从测量数... 锂离子电池是重要的储能手段之一,对其剩余使用寿命(RUL)进行预测具有非常重要的实际意义。本工作首先针对传统特征提取方法依赖参数设置且对于不同锂离子电池数据集适应性差的缺陷,将电池数据视作矩阵,并引入奇异值分解(SVD)从测量数据和包含更多退化信息的特征提取对象中提取潜在健康因子(HIs)。其次,潜在HIs的冗余和不足会影响RUL的预测,同时考虑到主成分分析(PCA)的缺点,使用Spearman相关分析和堆叠自编码器(SAE)处理HIs得到一个融合HI。在此基础上,利用高斯过程回归(GPR)算法构建了融合HI与容量之间的模型,得到了带有不确定性表达的最终预测结果。最后,通过NASA提供的四个老化电池数据验证了所提预测模型的可行性和有效性。并额外选取MIT电池数据集验证特征提取方法的适应性。实验结果表明,所提出的RUL预测框架具有较好的预测性能,SVD特征提取方法在避免参数设置的前提下具有较好的适应性。本工作提取的HI与经过PCA融合的HI、其他HI相比,预测精度有显著提高。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命(rul) 奇异值分解 堆叠自编码器 高斯过程回归
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基于改进ELM的锂离子电池RUL预测 被引量:2
17
作者 唐婷 袁慧梅 《电池》 CAS 北大核心 2021年第6期548-552,共5页
针对传统的极限学习机(ELM)算法对锂离子电池剩余使用寿命(RUL)预测效果不佳,以及已有改进ELM算法中鲜有关注输入层与隐藏层的“局部”连接等问题,提出改进算法A,即把ELM输入层与隐藏层之间的全连接改为卷积、池化;由于改进算法A的预测... 针对传统的极限学习机(ELM)算法对锂离子电池剩余使用寿命(RUL)预测效果不佳,以及已有改进ELM算法中鲜有关注输入层与隐藏层的“局部”连接等问题,提出改进算法A,即把ELM输入层与隐藏层之间的全连接改为卷积、池化;由于改进算法A的预测结果存在不确定性,向改进算法B引入全局平均池化的思想,直接把ELM输入层与隐藏层之间的全连接改为池化。将马里兰大学高级生命周期工程研究中心(CALCE)和美国国家航空航天局(NASA)的两组数据用于仿真实验,发现两种改进算法的预测精度均比常见的几种改进ELM算法更好。以B7电池为例,当预测起始点T=100时,改进算法A和改进算法B的均方根误差分别可达到0.0232和0.0090。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命(rul) 极限学习机(ELM) 局部 卷积 池化
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基于GAN-BiLSTM的锂电池RUL预测 被引量:3
18
作者 孟春 汪济洲 +1 位作者 彭相 张开宇 《黑龙江工业学院学报(综合版)》 2023年第3期51-56,共6页
针对深度学习方法在锂电池剩余寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测中因样本数据较少所产生的准确率较低的问题,提出了基于GAN-BiLSTM的锂电池RUL预测方法,通过生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)对小样本的电压、电流... 针对深度学习方法在锂电池剩余寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测中因样本数据较少所产生的准确率较低的问题,提出了基于GAN-BiLSTM的锂电池RUL预测方法,通过生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)对小样本的电压、电流、温度、时间所组成的数据集进行扩充,然后采用双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)提取输入数据的特征并对RUL在线预测,并提出适用于锂电池RUL预测的基于MSE-v的损失函数评价指标,对预测值大于实际值时给予模型更高的惩罚,解决了小样本下深度学习方法精度不高、准确率不高的问题。与其他数据驱动方法对比,实验证明了所提出的模型在测试集上有着较好的拟合效果:损失达到了最低值1.043。实验验证了模型的实用价值。 展开更多
关键词 GAN-BiLSTM 锂电池 rul预测 MSE-v
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基于决策树特征提取与RSM_LightGBM的涡扇发动机RUL预测 被引量:2
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作者 肖亮 曾云 《农业装备与车辆工程》 2024年第4期132-136,共5页
针对现有航空发动机剩余使用寿命预测(RUL)精度低及传感器监测参数提取困难等问题,提出了一种基于决策树特征提取与随机搜索算法优化LightGBM的航空发动机RUL预测模型。首先,对航空发动机历史监测参数进行分析,利用决策树算法计算监测... 针对现有航空发动机剩余使用寿命预测(RUL)精度低及传感器监测参数提取困难等问题,提出了一种基于决策树特征提取与随机搜索算法优化LightGBM的航空发动机RUL预测模型。首先,对航空发动机历史监测参数进行分析,利用决策树算法计算监测参数对发动机寿命周期的重要性贡献程度,提取重要特征后对数据进行归一化处理,降低数据量纲对预测模型的影响;其次,根据航空发动机的历史衰退特征,为发动机设置阈值标签,表征发动机的性能退化特点。最后,利用随机搜索算法对LightGBM中的超参数进行寻优,获得RMSE最小值。在CMAPSS数据集上进行了实验验证。结果表明,与其他构建模型的最优值相比,所提方法在多个评价指标下具有更好的综合性能,有效提升了航空发动机RUL预测的精准度。 展开更多
关键词 发动机 决策树 RSM LightGBM rul
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考虑退化轨迹差异性与相似性的轴承RUL预测 被引量:10
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作者 刘小峰 冯伟 柏林 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期2833-2840,共8页
轴承的个体异质性及工况差异性使得其性能退化轨迹不尽相同,导致训练轴承建立的深度学习模型与测试轴承失配.对此,提出基于卷积自编码器与自组织映射的轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)灰色预测方法.该方法引入以轴承自身... 轴承的个体异质性及工况差异性使得其性能退化轨迹不尽相同,导致训练轴承建立的深度学习模型与测试轴承失配.对此,提出基于卷积自编码器与自组织映射的轴承剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)灰色预测方法.该方法引入以轴承自身监测数据为驱动的批量归一化的卷积自编码器对轴承性能退化特征进行深度提取,并结合自组织映射算法进行性能退化指标(degradation indicator,DI)自主构建.采用动态时间规划算法对各个轴承退化轨迹进行相似匹配分析,以相匹配的全寿命轴承的DI灰色模型回归曲线在寿命终点取值作为参考,进行测试轴承的失效阈值设置.以测试轴承历史DI为驱动,采用全阶时间幂灰色预测模型对测试轴承RUL进行滚动预测.实验结果表明,所提出方法在保留轴承退化趋势个体差异性的同时,能够实现轴承失效阈值自主合理设置,提高轴承RUL的预测精度. 展开更多
关键词 寿命预测 卷积自编码器 自组织映射 动态时间规划 退化轨迹 全阶时间幂灰色预测
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