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考虑能量和温度特征的锂离子电池早期寿命预测

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储能科学与技术 2024年第9期13卷 3016-3029页

作者：何宁杨芳芳中山大学智能工程学院广东广州510000

锂离子电池长期充放电循环周期后会出现容量退化,性能下降,对储能系统构成潜在的危害。为此,本工作提出了考虑能量和温度特征的锂离子电池早期寿命预测混合模型,用以解决当前研究中对温度和能量特征以及深度学习提取出的特征重要性研究... 详细信息

锂离子电池长期充放电循环周期后会出现容量退化,性能下降,对储能系统构成潜在的危害。为此,本工作提出了考虑能量和温度特征的锂离子电池早期寿命预测混合模型,用以解决当前研究中对温度和能量特征以及深度学习提取出的特征重要性研究不足的问题。首先,为了充分挖掘温度数据中的有效信息,利用电压、电流和温度数据间接计算提取电池的容量、能量和温度信号能量曲线,选取前100个周期的曲线数据构建对应的二维特征。其次,针对卷积神经网络无法对所提取特征图进行筛选的问题,提出了一种基于卷积神经网络和卷积块注意力机制的特征提取架构,利用注意力机制识别各特征图的重要程度,进而实现从特征到早期寿命的映射。在MIT锂离子电池退化数据集上展开实验,对所提出的特征和方法进行效果验证。研究结果表明,相较于基础的卷积神经网络,所提出的混合模型取得了更优的预测效果,平均均方根误差为97.43。此外,对比一系列不同特征作为输入的实验可以发现所提出的温度信号能量特征性能较好,同时多特征融合技术能够实现更优的预测性能。最后,在更少周期数据应用的场景下,模型至少需要70个周期的数据才能保持较好的预测性能和较高的稳定性。

关键词：锂离子电池早期寿命预测深度学习温度特征能量特征

基于非参数模型与粒子滤波的锂电池SOH估计

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电子测量与仪器学报 2024年第2期38卷 148-159页

作者：贺宁杨紫琦钱成西安建筑科技大学机电工程学院西安710055

健康状态(state of health,SOH)是电池管理系统的重要参考依据,准确的SOH估计对保证电池安全稳定运行具有重大意义,其中提取可靠有效的健康特征描述电池老化状态以及构建精确稳定的估计模型是目前面临的主要问题。为了提高SOH估计精度,... 详细信息

健康状态(state of health,SOH)是电池管理系统的重要参考依据,准确的SOH估计对保证电池安全稳定运行具有重大意义,其中提取可靠有效的健康特征描述电池老化状态以及构建精确稳定的估计模型是目前面临的主要问题。为了提高SOH估计精度,提出了一种基于模糊熵和粒子滤波(particle filter,PF)的锂离子电池SOH估计方法。首先,通过分析电池老化过程中的放电电压数据,提取模糊熵值作为电池的老化特征;其次,基于代谢灰色模型(metabolic grey model,MGM)和时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)构建描述锂电池老化特征的非参数状态空间模型;最后,通过PF实现锂电池SOH的闭环估计。此外,利用NASA锂电池数据集对所提出的SOH估计方法进行了验证,并与该领域其他方法进行对比实验。结果表明,所提方法最大估计误差在5%左右,相比于同类方法其估计精度提升了约50%,且在不同训练周期数条件下表现出较好的鲁棒性,验证了所提方法的可行性与优越性。

关键词：锂离子电池健康状态估计模糊熵粒子滤波闭环估计

基于模糊逻辑的空调系统广义预测控制参数整定

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哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 964-973页

作者：贺宁李尚许恭博郝文斌西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室陕西西安710049 Monash University Faculty of EngineeringVictoria 3800Australia

针对多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)变风量空调系统(variable air volume,VAV),本文提出了一种基于模糊逻辑和事件触发的广义预测控制(generalized predictive control,GPC)参数整定方法。针对多变量VAV空调系统,基于输出斜率等新型模糊目标参数及高斯双边形隶属度函数建立模糊预测模型,提高了隶属函数拟合度以更贴切地反映系统当前时刻状态。利用麻雀智能算法(sparrow search algorithm,SSA)构建隶属度函数,对GPC控制器中的柔化因子和加权系数进行在线分段整定,有效提升了系统性能。此外,在参数整定过程中,引入事件触发机制(event-triggered mechanism,ETM),在保证控制性能的同时,避免了不必要的控制器采样与更新,降低了系统在线计算量并减少了能源消耗。最后通过VAV空调系统仿真实验验证,证明了本文提出方法的可行性和有效性。

关键词：广义预测控制参数整定模糊逻辑柔化因子加权系数事件触发机制

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发电厂电气设备能效管理与节能措施研究

现代工程科技 2024年第10期3卷 17-20页

作者：贺宁国能山西河曲发电有限公司山西忻州036500

旨在探讨发电厂电气设备的能效管理与节能措施。首先,分析了当前发电厂电气设备能效管理的现状,包括设备老化问题、能效管理意识不足和节能技术应用不足等。然后,阐述了实施节能措施的必要性和可行性,包括节能措施的必要性、可行性以及... 详细信息

旨在探讨发电厂电气设备的能效管理与节能措施。首先,分析了当前发电厂电气设备能效管理的现状,包括设备老化问题、能效管理意识不足和节能技术应用不足等。然后,阐述了实施节能措施的必要性和可行性,包括节能措施的必要性、可行性以及经济效益和社会效益等。接着,提出了具体的节能措施,包括设备更新与改造、加强能效管理意识、推广节能技术应用和优化运行方式等。最后,通过案例分析,展示了节能措施的应用效果。该研究对于提高发电厂电气设备的能效水平、降低能源消耗和实现可持续发展具有重要意义。

关键词：发电厂电气设备能效管理节能应用

粒子滤波和GRU神经网络融合的锂电池RUL预测

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 142-151页

作者：贺宁张思媛李若夏高峰王家栋西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 浙江中控技术股份有限公司杭州310000

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit... 详细信息

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络融合(PF-GRU)的预测方法预测锂电池的RUL。这种融合方法结合了PF在估计RUL概率分布上的优势以及GRU能够进行时间序列长期预测的能力,获得融合的预测结果。再利用每个预测周期的容量预测结果,采用带移动窗口迭代更新训练数据集的方法对GRU模型进行再训练,提高了GRU的长期预测性能。以上预测步骤迭代进行,直到容量衰减至寿命阈值以下。最后将粒子代表的预测结果外推至寿命阈值,得到电池RUL分布直方图。本文采用美国NASA卓越诊断学中心(PCoE)实验室所提供的锂电池数据对所提方法进行验证,将所提出的融合方法与GRU、PF和无窗口移动融合方法进行RUL预测比较。实验结果表明,本文所提出的融合方法具有良好的性能,在状态和参数估计、RUL预测方面明显优于PF和无窗口移动融合方法,预测精度均高于其他3种预测方法。

关键词：锂电池剩余使用寿命粒子滤波 GRU神经网络融合方法

基于双路径交叉融合网络的肺结节CT图像分类方法

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 343-352页

作者：杨萍张鑫温帆田吉何宁北京联合大学智慧城市学院北京100101

针对肺结节计算机断层(CT)图像具有的细节多样性以及类间相似性的问题,构建了一种集卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)和Transformer优势的双路径交叉融合网络对肺结节进行更精确的分类。首先,以窗口多头自注意力和滑动... 详细信息

针对肺结节计算机断层(CT)图像具有的细节多样性以及类间相似性的问题,构建了一种集卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)和Transformer优势的双路径交叉融合网络对肺结节进行更精确的分类。首先,以窗口多头自注意力和滑动窗口多头自注意力为基础,构建全局特征块,用于捕获结节的形态特征;以大核注意力为基础构建局部特征块,用于提取结节的纹理、密度等内部特征。其次,设计特征融合块用于融合上一阶段的局部与全局特征,使每一条路径都能获得更综合的判别信息。然后,引入KL(Kullback-leibler)散度来增加不同尺度特征之间的分布差异性,优化网络性能。最后,采用决策层融合的方法获得分类结果。在LIDC-IDRI数据集上进行实验,网络的分类准确率、召回率、精确率、特异性、受试者操作特征(ROC)曲线下的面积(Area under curve, AUC)分别为94.16%、93.93%、93.03%、92.54%、97.02%。实验结果表明,所提方法具有较好的肺结节良恶性分类能力。

关键词：肺结节良恶性分类 CT图像局部-全局特征 Transformer 注意力机制

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混合参数盘式制动器振动稳定性分析

机械强度 2024年第2期46卷 339-347页

作者：何宁张德龙张庆华甘肃机电职业技术学院天水741000

针对汽车盘式制动器在制动过程中的噪声抑制问题,考虑制动不平衡量及制动器参数不确定性的影响,结合响应面法、有限元法与可靠性分析理论,提出了一种含混合参数模型的盘式制动器振动稳定性的可靠性分析方法。采用随机、不确定区间和模... 详细信息

针对汽车盘式制动器在制动过程中的噪声抑制问题,考虑制动不平衡量及制动器参数不确定性的影响,结合响应面法、有限元法与可靠性分析理论,提出了一种含混合参数模型的盘式制动器振动稳定性的可靠性分析方法。采用随机、不确定区间和模糊参数来描述制动系统的动态特性,建立含随机参数、不确定区间参数和模糊参数的盘式制动器系统不稳定阶次响应面代理模型,通过对系统振动稳定性的参数灵敏度分析获取其影响显著因子,在Design Expert软件中对制动时的振动稳定性进行可靠性分析,揭示了各因子二阶交互作用对其可靠度的影响规律。用该方法对某型汽车的钳盘式制动器进行验证,结果表明,含有混合参数的制动器系统在稳定性不理想的情况下,通过增加其支撑背板厚度或提高弹性模量,可以有效改善制动系统的稳定性。

关键词：制动噪声混合参数可靠性全局灵敏度稳定性

来特莫韦用于异基因造血干细胞移植后巨细胞病毒感染和巨细胞病毒病预防的成本-效用分析

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中国新药杂志 2024年第16期33卷 1737-1744页

作者：吴畏张潇 Jootun Murvin 贺小宁天津大学药物科学与技术学院天津300072 天津大学社会科学调查与数据中心天津300072 英国MSD(UK)Limited公司伦敦EC2M 6UR

目的:从中国医疗卫生体系角度出发,评价来特莫韦(注射剂与片剂序贯治疗)联合抢先治疗(pre-emptive antiviral therapy,PET)相比于仅接受PET,用于异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,Allo-HSCT)后巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)血清阳性成人受者(R+)预防CMV感染和CMV病的成本-效果。方法:构建短期决策树模型联合长期马尔可夫模型,模拟患者临床产出与成本。模型中的临床参数、效用参数来源于来特莫韦临床试验P001(NCT02137772)和已发表文献,成本数据来源于公开数据库及临床专家调研结果,同时开展单因素敏感性分析和概率敏感性分析。结果:与仅接受PET、不接受CMV预防相比,采用来特莫韦CMV预防联合PET的增量质量调整生命年(quality-adjusted life years,QALYs)为0.44,增量成本-效果比(incremental cost-effectiveness ratio,ICER)为59871元·QALY^(-1),远低于2022年3倍中国人均GDP,经济性良好。概率敏感性分析结果显示,基础分析结果稳健。结论:与仅接受PET、不接受CMV预防相比,来特莫韦用于接受Allo-HSCT后CMV血清阳性成人受者(R^(+))预防CMV感染和CMV病具有成本-效果。

关键词：来特莫韦异基因造血干细胞移植巨细胞病毒成本-效用分析

基于改进麻雀搜索算法的广义预测控制参数整定

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仪表技术与传感器 2024年第1期 119-126页

作者：贺宁郝文斌李尚西安建筑科技大学机电工程学院

针对多输入多输出(MIMO)的变风量空调(VAV)系统,提出一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)的广义预测控制(GPC)参数整定方法。首先,针对GPC控制器众多参数和系统性能之间关系复杂且难以同时整定的问题,提出通过麻雀搜索算法(SSA)进行参数整... 详细信息

针对多输入多输出(MIMO)的变风量空调(VAV)系统,提出一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)的广义预测控制(GPC)参数整定方法。首先,针对GPC控制器众多参数和系统性能之间关系复杂且难以同时整定的问题,提出通过麻雀搜索算法(SSA)进行参数整定以提高控制系统的性能指标。其次,针对传统SSA在适应度函数较复杂时存在收敛周期较长的问题,提出一种基于非线性增减种群规模的ISSA以缩短算法的收敛周期。同时,引入事件触发机制(ETM)避免ISSA算法陷入局部最优。最后,通过半实物实验平台验证了所提算法的有效性和鲁棒性。实验结果表明,与传统的SSA算法相比,ISSA收敛时间可减少18.61%,并且通过ISSA进行参数整定后GPC控制系统的调节时间可分别减少87.5%、90%。

关键词：变风量空调广义预测控制麻雀搜索算法参数整定事件触发机制