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多角度基于CEEMDAN-CNN-BiLSTM模型的锂离子电池RUL预测

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太阳能学报 2024年第7期45卷 181-189页

作者：郭喜峰王凯泽单丹郑迪宁一沈阳建筑大学电气学院沈阳110168

通过构建模型对锂离子电池剩余使用寿命进行预测,并探究温度及网络参数对所构建模型预测精准度的影响,进而提高模型的预测精准度。提出自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和一维卷积神经网络(1D CNN)与双向长短期记忆(BiLSTM)神... 详细信息

通过构建模型对锂离子电池剩余使用寿命进行预测,并探究温度及网络参数对所构建模型预测精准度的影响,进而提高模型的预测精准度。提出自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和一维卷积神经网络(1D CNN)与双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络相结合的锂离子电池剩余寿命预测方法。选取容量作为健康因子,然后利用CEEMDAN对复杂不平稳数据进行分解,得到稳定的分量。利用1D CNN对锂离子电池容量数据进行深度挖掘,最后利用双BiLSTM神经网络建模对锂离子电池剩余使用寿命(RUL)进行预测。采用NASA数据集和CALCE数据集进行测试,在不同温度与网络参数下进行预测效果对比,并与BiLSTM模型、SVR模型、CNN-BiLSTM模型进行预测对比。

关键词：锂离子电池剩余使用寿命卷积神经网络自适应噪声完全集合经验模态分解双向长短期记忆神经网络

结合特征分析和V-PSA-LSTM的锂离子电池SOH预估

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电源学报 2024年

作者：高治军戴瑞宁一郭喜峰沈阳建筑大学电气与控制工程学院

在针对锂离子电池循环使用中的容量回升现象及其精准预估问题上，提出了一种整合特征分析与创新V-PSA-LSTM模型的方法。首先对锂离子电池进行特征分析，通过Pearson相关系数筛选出与电池健康状态（SOH）密切相关的健康特征，以揭示电池... 详细信息

在针对锂离子电池循环使用中的容量回升现象及其精准预估问题上，提出了一种整合特征分析与创新V-PSA-LSTM模型的方法。首先对锂离子电池进行特征分析，通过Pearson相关系数筛选出与电池健康状态（SOH）密切相关的健康特征，以揭示电池容量动态恢复等关键特性。又提出了一种创新的V-PSA-LSTM模型方案，首次将周期变异激活机制融入PSA算法中优化长短时记忆网络（LSTM），旨在强化LSTM模型对锂离子电池SOH演化规律，特别是循环过程中容量起伏变化的精准捕获能力。经验证，V-PSA-LSTM模型在预估锂离子电池SOH时，显著减少了预估误差，平均根均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.0022和0.0018，展示了在解决电池容量回升预估问题和其精准预估问题上的优秀性能。

关键词：锂离子电池 PSA算法周期变异激活长短时记忆算法健康特征提取

改进NGO优化MVMD-BiLSTM的锂电池剩余使用寿命预测

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电源学报 2024年

作者：郭喜峰黄裕海单丹原宝龙宁一沈阳建筑大学电气与控制工程学院

为了解决锂电池剩余使用寿命(RUL)预测时遇到噪声干扰，容量增生导致模型预测精度低的问题，提出一种将参数优化后的多元变分模态分解(MVMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)相结合的RUL预测方法。从锂电池充放电过程中提取多个健康因子(HF... 详细信息

为了解决锂电池剩余使用寿命(RUL)预测时遇到噪声干扰，容量增生导致模型预测精度低的问题，提出一种将参数优化后的多元变分模态分解(MVMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)相结合的RUL预测方法。从锂电池充放电过程中提取多个健康因子(HF)作为模型输入，将正余弦优化算法(SCA)和鲸鱼螺旋捕食机制结合引进北方苍鹰优化算法(NGO)，利用其对MVMD参数寻优。再利用寻优过的MVMD分解HF为若干个平稳分量，最后利用寻优后的多层BiLSTM进行预测，叠加求和得出最终RUL结果。在NASA和CALCE数据集上与其他方法进行对比分析，结果表明所提方法具有更高的预测精度和泛化适应性。

关键词：锂电池剩余使用寿命预测多元变分模态分解改进北方苍鹰优化算法双向长短期记忆网络

改进全局ZOA优化MVMD-SCN的锂电池SOH估算

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电子测量技术 2024年第5期47卷 22-30页

作者：郭喜峰黄裕海单丹原宝龙宁一沈阳建筑大学大学电气与控制工程学院沈阳110168

锂电池健康状态(SOH)的准确估算对电池系统的健康管理起着重要作用,为提高SOH的估算精度,提出一种将参数优化后的多元变分模态分解(MVMD)和随机配置网络(SCN)相结合的SOH估算方法。从锂电池充放电过程中提取多个健康因子(HF)作为SOH估... 详细信息

锂电池健康状态(SOH)的准确估算对电池系统的健康管理起着重要作用,为提高SOH的估算精度,提出一种将参数优化后的多元变分模态分解(MVMD)和随机配置网络(SCN)相结合的SOH估算方法。从锂电池充放电过程中提取多个健康因子(HF)作为SOH估算模型的输入,在斑马优化算法(ZOA)全局阶段引入自适应权重和最优领域波动策略,提高其全局搜索能力,得到改进全局的斑马优化算法(IGZOA),利用它对MVMD和SCN参数进行寻优,最后在9个基准函数测试IGZOA性能,在NASA和CALCE数据集上将所提方法与不同方法进行锂电池SOH的估算对比,结果表明,所提方法的均方根误差和绝对误差的平均值分别为0.84%,0.93%,具有更高的预测精度和泛化性。

关键词：锂电池健康状态多元变分模态分解改进斑马优化算法随机配置网络

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智慧水厂能源管理系统的数字孪生建模与研究

智能建筑电气技术 2024年第1期18卷 72-77页

作者：郭喜峰孟铭栾方军肖乐沈阳建筑大学电气与控制工程学院沈阳110168 大连理工大学控制科学与工程学院大连116023

为降低水厂生产成本,实现“碳达峰、碳中和”目标,本文建立了智慧水厂的能源管理系统,使用光伏、风力发电代替传统火力发电,并提出了一种基于数字孪生和完全自适应噪声集成经验模态分解方法、麻雀搜索算法优化的长短期记忆神经网络作为... 详细信息

为降低水厂生产成本,实现“碳达峰、碳中和”目标,本文建立了智慧水厂的能源管理系统,使用光伏、风力发电代替传统火力发电,并提出了一种基于数字孪生和完全自适应噪声集成经验模态分解方法、麻雀搜索算法优化的长短期记忆神经网络作为预测模型以提高对短期风光出力的预测精度,为决策层指导智慧水厂内电能调度提供数据基础。采用我国西北部某市智慧水厂作为仿真算例,实验结果表明,所提方法能够有效提高短期风光出力的预测精度、降低水厂运维成本。

关键词：智慧水厂数字孪生能源管理神经网络

A Takagi-Sugeno-Kang (TSK) Power Model Using Compressed-sensing Sampling

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2012年第6期20卷 1161-1166页

作者：郭喜峰王大志刘炜 School of Information Science & Engineering Northeastern University

More and more information are needed in social life and commercial production, causing significant pressure on the sampling and too much time spent on signal sampling. Compressed sensing is one emerging hotspot in signal processing which employs a special sampling method to capture and represent compressible signals at a rate significantly below the Nyquist rate. In this paper, a Takagi-Sugeno-Kang (TSK) Model based on compressed-sensing sampling theorem is proposed for grinding power. It is further tested by using the actual production data, and the algorithm performance in grinding power model is also analyzed. The experiments show the validity and effectiveness of the proposed modeling method and its bright application foreground in other fields with similar features, such as power, metallurgy and so on.

关键词： beneficiation grinding Takagi-Sugeno-Kang compressed sensing

基于钻孔测试的岩体抗剪强度参数取值方法及其工程应用

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 4116-4124页

作者：卢阳谭新郭喜峰李维树长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

针对岩体抗剪强度参数取值问题,提出一种利用钻孔测试成果获取岩体抗剪强度参数新方法和新途径。该方法首先建立岩体地质强度指标GSI值与岩体基本质量指标BQ值、岩块饱和单轴抗压强度、岩块天然纵波波速的数学关系式,而后采用钻孔电视... 详细信息

针对岩体抗剪强度参数取值问题,提出一种利用钻孔测试成果获取岩体抗剪强度参数新方法和新途径。该方法首先建立岩体地质强度指标GSI值与岩体基本质量指标BQ值、岩块饱和单轴抗压强度、岩块天然纵波波速的数学关系式,而后采用钻孔电视对钻孔岩体进行分段。在此基础上,利用钻孔声波和室内岩芯试验等测试成果计算得出相应岩段的BQ值及GSI值。最后,运用Hoek-Brown强度准则,得到每段岩体的抗剪强度参数。经工程应用并对比现场岩体剪切试验结果,本方法在确定岩体抗剪强度参数上具有较好的可靠性。

关键词：岩石力学钻孔电视岩体波速 Hoek-Brown强度准则岩体抗剪强度

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冰碛土现场大尺寸蠕变试验研究

岩土工程学报 2023年第S1期45卷 144-147页

作者：郭喜峰王中豪长江科学院重庆分院重庆400026

雅康高速公路兴康特大桥康定岸为巨厚层冰碛土,为研究冰碛土蠕变特性,采用自主研发的电气液伺服联控野外岩土力学试验装置开展现场米级大尺寸蠕变试验,实现了全过程的荷载伺服与数据自动采集。通过在现场开展常规直剪试验和直剪蠕变试验... 详细信息

雅康高速公路兴康特大桥康定岸为巨厚层冰碛土,为研究冰碛土蠕变特性,采用自主研发的电气液伺服联控野外岩土力学试验装置开展现场米级大尺寸蠕变试验,实现了全过程的荷载伺服与数据自动采集。通过在现场开展常规直剪试验和直剪蠕变试验,获得了冰碛土的峰值强度参数和长期强度参数。根据现场压缩蠕变试验结果,分析了每级荷载下沉降变形的蠕变变形规律并获得了冰碛土压缩蠕变模型。研究表明:冰碛土瞬态蠕变持续时间不超过5 min,且具有加载后延迟变形的现象;减速蠕变阶段蠕变速率呈波动性下降;稳态蠕变阶段往往表现波动增长和收敛特征,反映了土体骨架颗粒的变形调整作用。

关键词：冰碛土蠕变试验长期强度

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有源电力滤波器滞环电流的模糊控制策略

东北大学学报（自然科学版） 2012年第8期33卷 1098-1102页

作者：郭喜峰王大志刘震李怡麒东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 中国北方车辆研究所电子信息与控制部北京100072

针对有源电力滤波器(APF)固定环宽滞环电流控制补偿范围有限的问题,提出一种基于模糊控制的可变环宽滞环电流控制策略.通过对APF的建模和对滞环电流控制原理的分析可知谐波电流补偿能力与滞环环宽密切相关.以指令电流与实际电流的偏差... 详细信息

针对有源电力滤波器(APF)固定环宽滞环电流控制补偿范围有限的问题,提出一种基于模糊控制的可变环宽滞环电流控制策略.通过对APF的建模和对滞环电流控制原理的分析可知谐波电流补偿能力与滞环环宽密切相关.以指令电流与实际电流的偏差及其变化率为输入变量建立模糊控制规则,实现滞环环宽随补偿要求进行调节.PSIM仿真结果表明:所提方法可以改善APF对谐波电流的跟踪性能,尤其是在过零点和顶点时性能改善较为明显.实验样机的实验数据证明,该方法可以加强APF谐波治理效果,有较好的实用性.

关键词：有源电力滤波器滞环电流控制模糊控制 PSIM仿真谐波抑制