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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

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

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

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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S01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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岩溶角砾岩物理力学特性现场实验研究

哈尔滨工程大学学报 2022年

作者：郭喜峰吴相超熊诗湖长江科学院重庆分院长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

针对白马航电枢纽采用混凝土重力坝，两岸坝肩分布有岩溶角砾岩，其粒径大小不一，基本呈散粒状、较疏松，且夹有泥质条纹条带，开挖后形成的高陡边坡存在变形稳定问题。本文根据边坡及坝基稳定性分析的需要，对岩溶角砾岩开展了岩体变...

针对白马航电枢纽采用混凝土重力坝，两岸坝肩分布有岩溶角砾岩，其粒径大小不一，基本呈散粒状、较疏松，且夹有泥质条纹条带，开挖后形成的高陡边坡存在变形稳定问题。本文根据边坡及坝基稳定性分析的需要，对岩溶角砾岩开展了岩体变形实验、直剪强度实验、三轴压缩实验和物理性质实验等一系列的工程岩体实验研究，取得了一系列较完整的实验成果。在此基础上结合工程地质情况，采用工程地质类比法提出了该电站的岩溶角砾岩力学参数实验建议值: 变形模量0.05～0.25 GPa，弹性模量0.25～0.50 GPa，抗剪断强度f ′=0.4～0.6，c ′=0.08～0.3，抗剪强度f =0.35～0.45。

关键词：

采用压缩感知采样的Takagi-Sugeno-Kang(TSK)功率模型(英文)

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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：信号采样可压缩传感型号电源 o型磨削加工功率消耗

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复杂地质条件重力锚岩体力学试验及工程应用

铁道工程学报 2022年第11期39卷 57-62,99页

作者：郭喜峰余美万王新泽长江科学院重庆分院重庆400026 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 云南省建设投资控股集团有限公司昆明650501

研究目的:重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论:(1)碎石... 详细信息

研究目的:重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论:(1)碎石土夹块石体承载力特征值119 kPa、基底摩擦系数0.44,强风化千枚岩承载力特征值508 kPa、基底摩擦系数0.35,劈理密集带基底摩擦系数0.45,均不满足设计要求;(2)基础右侧劈理密集带承载力特征值719 kPa、基底摩擦系数0.95,劈理密集带承载力特征值为720 kPa,中风化砂质板岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数1.22,中风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数0.65,强风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值719 kPa,均满足设计要求;(3)对不满足设计要求的碎石土夹块石体、强风化砂质板岩夹千枚岩地基,采用开挖换填混凝土、固结灌浆等措施进行加固,再通过复核重力锚的抗滑稳定系数;(4)本文研究成果可为复杂地质条件下重力锚的安全稳定运行提供参考。

关键词：重力锚承载力特征值基底摩擦系数施工措施