磷酸铁锂电池的SOC预测

电池荷电状态(SOC)准确预测是电池管理系统的关键任务.针对过去电池SOC预测精度低等问题,提出了一种采用极限学习机神经网络(ELM)的预测模型,以电池电压和电流作为模型的输入量,SOC作为输出量.在建模过程中,采用粒子群优化算法(PSO)对ELM随机给定的输入权值矩阵和隐层阈值进行寻优,降低了随机性给模型造成的影响,提高了模型预测精度.利用实验采集的数据进行模型训练和预测,结果表明,用粒子群算法优化后的极限学习机模型(PSOELM)与单纯的ELM以及传统的BP和SVM相比,具有更高的预测精度和泛化性能.为磷酸铁锂电池的SOC预测提供了一种新的方法.     

基于DEPSO-RBF神经网络的锌银电池SOC估计

电池容量是判断电池性能状态的重要指标。针对锌银电池的荷电状态估计问题,利用电池放电过程中放电时间、放电电流和电池电压3个参数作为径向基神经网络的输入,电池荷电状态为输出,建立电池放电的径向基神经网络模型;为克服径向基神经网络收敛精度不高、易陷入局部极小值的缺点,采用差分进化算法和粒子群算法结合的混合算法优化RBF神经网络;MATLAB仿真结果表明,经过混合优化算法优化的径向基神经网络与仅使用粒子群优化的径向基神经网络相比,估计精度得到大大提高。     

自适应变系数粒子群—径向基神经网络模型在负荷预测中的应用

为了提高短期电力负荷预测精度,提出了一种自适应变系数粒子群-径向基函数神经网络混合优化算法(AVCPSO-RBF).实现了径向基神经网络参数优化.建立了基于该优化算法的短期负荷预测模型,利用贵州电网历史数据进行短期负荷预测.仿真表明,该方法的收敛速度和预测精度优于传统径向基神经网络方法和粒子群-RBF神经网络方法及基于混沌理论的神经网络模型,该优化算法克服了径向基神经网络和传统的粒子群优化方法的缺点,改善了径向基神经网络的泛化能力,提高了贵州电网短期负荷预测的精度,各日预测负荷的平均百分比误差可控制在1.7%以内.该算法可有效用于电力系统的短期负荷预测.     

粒子群优化RBF神经网络光伏电池建模研究

本文研究神经网络在光伏电池建模优化问题。由于光伏电池具有高度非线性特性,其输出功率受到外界自然因素的影响,使得传统方法不能满足光伏控制系统动态要求。针对上述问题,本文提出一种粒子群优化的神经网络光伏电池建模算法。改进的方法以日照、温度和负载电压作为提出的RBF神经网络模型的输入值,把光伏电池的输出功率作为神经网络的输出,采用RBF神经网络对光伏电池进行建模,同时利用粒子群算法对神经网络参数进行优化,最后建立光伏电池的动态响应模型。仿真实验结果证明,所提模型更好地克服传统方法的缺点,收敛速度快,具有较高的预测精度和适合能力。     

基于PSO-GRU的锂电池SoC预测

电池荷电状态（State of Charge,SoC）是预防新能源汽车电池过充或过放的重要指标。文章提出一种基于粒子群优化算法-门循环单元（Particle Swarm Optimization-Gate Recurrent Unit,PSO-GRU）的锂电池SoC预测方法。该方法使用粒子群优化算法优化GRU神经网络的超参数，可避免超参数使GRU神经网络训练产生局部最优问题。实验证明，设计方法比只使用GRU神经网络具有更好的预测性能。     

基于灰色粒子群神经网络的航天器参量预测

针对航天器精确预测与健康管理的需求,将粒子群算法、灰色理论与神经网络的优势相结合,提出了一种灰色粒子群神经网络组合参量预测方法,实现了灰色模型、粒子群算法、神经网络模型的优势互补.针对某卫星南帆板输出电流参量的预测实例,采用总平均绝对误差、总平均绝对百分比误差、总均方根误差3个预测结果评价指标,对灰色粒子群神经网络模型、粒子群神经网络模型、灰色模型和残差修正灰色模型的预测结果进行了比较,结果证明灰色粒子群神经网络模型的预测精度较高,在航天器参量预测领域具有很好的应用前景.     

BP-PSO在电加热炉中的温度智能预测

针对电加热炉难以建立精确模型的问题,提出采用BP神经网络与粒子群优化(PSO)相结合的算法对电加热炉的温度变化进行辨识,并建立系统模型.在建立系统模型的基础上,对温度变化趋势进行了预测.试验结果显示,与BP神经网络算法相比,粒子群优化BP神经网络算法所得到的预测值有效时间范围延长了60％;在相同有效的预测时间内,预测值精度提高了43％.     

基于IPSO的模糊神经网络优化及交通流量预测

在基于模糊神经网络的交通流量预测中,神经网络的各节点参数优化是最关键的。采用粒子群算法优化模糊神经网络的参数。针对粒子群算法易于陷入局部最优的缺点,提出一种改进的粒子群优化算法,并将改进的算法用于路口交通流量预测。仿真结果表明,该算法的收敛速度和预测精度优于传统粒子群算法、BP算法,提高了交通流量预测的精度和速度。     

基于免疫遗传算法的动力电池SOC估计研究

锂离子动力电池SOC（电池荷电状态）难以直接测量且由于高度非线性所导致估计误差较大。为了减少动力电池SOC估计误差,提高估算精度。在分析了锂离子动力电池电压、温度、电流和放电电量对电池SOC影响后,提出一种新颖的免疫遗传算法（Immune Genetic Algorithm,IGA）和BP神经网络相结合的锂离子动力电池SOC值联合估计方法,该方法首次使用在锂离子动力电池SOC值估计中,采用新颖的免疫遗传算法通过对BP神经网络进行参数寻优,优化网络结构模型,增强神经网络自适应学习效率。通过仿真和动力电池实际工况下实验,结果表明使用新颖的联合估计算法提高了网络的运行效率和电池SOC值估计精度,估计均方根误差控制在2%以内,验证了这一联合估计算法的可行性和有效性,解决了动力电池SOC值估计误差较大的问题。     

18650型锂电池荷电状态的估计

锂电池状态的准确估计,能够延长电池的使用寿命和减少安全事故的发生。为提高BP神经网络估计锂电池荷电状态的精度,提出一种使遗传粒子群算法有目的性的优化BP神经网络初始权值的改进方法。该算法引入K均值算法优化遗传粒子群算法初始粒子分布的随机性带来的误差问题,寻找BP神经网络算法初始权值的权重分配与输出误差的关系,在遗传粒子群算法随机产生的粒子群中进行最优粒子群选优,以降低误差。通过对采集到的18650型锂电池的充放电数据和未改进遗传粒子群算法优化的BP神经网络训练产生的200组BP神经网络的初始权值数据的研究分析,得到具有锂电池特性的BP神经网络的初始权值特征公式。并用MATLAB和FPGA联合仿真验证了改进BP神经网络方法的可行性。该方法也优化了遗传粒子群算法,减小了初值不确定带来的误差。     

一种改进PSO优化RBF神经网络的新方法

为了克服神经网络模型结构和参数难以设置的缺点,提出了一种改进粒子群优化的径向基函数(RBF)神经网络的新方法.首先将最近邻聚类用于RBF神经网络隐层中心向量的确定,同时对引入适应度值择优选取的原则对基本粒子群算法进行改进,采用改进粒子群(IMPSO)算法对最近邻聚类的聚类半径进行优化,合理的确定了RBF神经网络的隐层结构.将改进PSO优化的RBF神经网络应用于非线性函数逼近和混沌时间序列预测,经实验仿真验证.与基本粒子群(PSO)算法,收缩因子粒子群(CFA PSO)算法优化的RBF神经网络相比较,其在识别精度和收敛速度上都有了显著的提高.     

基于无迹卡尔曼滤波估算电池SOC

为了实现在线估计汽车动力电池的荷电状态（SOC）,提出了结合神经网络的无迹卡尔曼滤波算法。以Thevenin电路为等效电路模型,建立了状态空间表达式,采用最小二乘算法对模型参数进行辨识。在此基础上,利用神经网络算法拟合电池的荷电状态与模型各个参数之间的函数关系,经过多次实验,确定了神经网络算法的收敛曲线,此方法比传统的曲线拟合精度高。介绍了扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波的原理,并设计了等效电路模型验证实验、电池的SOC测试实验和算法的收敛性实验。实验结果表明,在不同的工况环境下,该方法估计SOC具有可在线估算、估算精度高和环境适应度高等优点,最大误差小于4%。最后验证了结合神经网络的无迹卡尔曼滤波的算法具有较好的收敛性和鲁棒性,可以有效解决初值估算不准确和累计误差的问题。     

State of charge neural computational models for high energy density batteries in electric vehicles

Environmental concerns, increasing gasoline demand together with unpopularity of alternative energy sources to propel vehicles, have pushed on hybrid electric vehicles (HEVs) solutions. The main problem in battery management of HEVs is how to determine the battery state of charge (SOC). Estimation of SOC is an active area of research, and several approaches have been presented in the literature to monitor the SOC of a cell. At the first step, we use an optimized structure multi-layer perceptron (MLP) and an RBF neural network to determine the SOC changes of a high energy density battery in this paper. Then, a hybrid optimized structure neural model is used for SOC prediction considering the aging effect through the state of health (SOH) and discharge efficiency (DE) parameters. In this way, particle swarm optimization (PSO) algorithm is used for determining the optimum number of nodes in hidden layer(s) of MLPs. Experimental results show that the SOC estimation error by the proposed hybrid optimized structure neural model is 1.9% when compared with the real SOC obtained from a discharge test. In addition, monolithic optimized structure MLP and RBF neural models offer a good estimation of differentiated SOC.     

State of charge estimation for Li-ion battery based on model from extreme learning machine

Lithium-ion (Li-ion) battery state of charge (SOC) estimation is important for electric vehicles (EVs). The model-based state estimation method using the Kalman filter (KF) variants is studied and improved in this paper. To establish an accurate discrete model for Li-ion battery, the extreme learning machine (ELM) algorithm is proposed to train the model using experimental data. The estimation of SOC is then compared using four algorithms: extended Kalman filter (EKF), unscented Kalman filter (UKF), adaptive extended Kalman filter (AEKF) and adaptive unscented Kalman filter (AUKF). The comparison of the experimental results shows that AEKF and AUKF have better convergence rate, and AUKF has the best accuracy. The comparison from the radial basis function neural network (RBF NN) model also verifies that the ELM model has lighter computation load and smaller estimation error in SOC estimation process. In general, the performance of Li-ion battery SOC estimation is improved by the AUKF algorithm applied on the ELM model.     

Forecasting of Software Reliability Using Neighborhood Fuzzy Particle Swarm Optimization Based Novel Neural Network

This paper proposes an artificial neural network (ANN) based software reliability model trained by novel particle swarm optimization (PSO) algorithm for enhanced forecasting of the reliability of software. The proposed ANN is developed considering the fault generation phenomenon during software testing with the fault complexity of different levels. We demonstrate the proposed model considering three types of faults residing in the software. We propose a neighborhood based fuzzy PSO algorithm for competent learning of the proposed ANN using software failure data. Fitting and prediction performances of the neighborhood fuzzy PSO based proposed neural network model are compared with the standard PSO based proposed neural network model and existing ANN based software reliability models in the literature through three real software failure data sets. We also compare the performance of the proposed PSO algorithm with the standard PSO algorithm through learning of the proposed ANN. Statistical analysis shows that the neighborhood fuzzy PSO based proposed neural network model has comparatively better fitting and predictive ability than the standard PSO based proposed neural network model and other ANN based software reliability models. Faster release of software is achievable by applying the proposed PSO based neural network model during the testing period.      

免疫粒子群算法在神经网络训练中的应用

神经网络能够用来检测结构损伤,但是其训练方法容易陷入局部最优。粒子群算法具有全局搜索能力,将免疫系统中的抗体抑制机理引入粒子群算法以保持粒子多样性,采用免疫粒子群算法（ImPso）训练前向神经网络。计算机仿真结果显示,训练后的网络性能优于使用一般BP算法训练的网络。     

改进PSO优化神经网络算法的人体姿态识别

为了提高人体姿态的识别精度,提出一种基于改进的粒子群优化(PSO)神经网络的人体姿态识别算法.采用加速度传感器获取加速度信息,并在常用特征集的基础上,加入离散系数和曲线积分两种新特征作为神经网络的输入;在利用PSO神经网络参数的同时,通过控制概率,自适应地对粒子进行遗传操作,增强粒子跳出局部极小值的能力;采用训练后的神经网络对6种人体姿态进行识别.实验结果表明:该算法收敛速度和全局寻优能力得到了提高,与其他经典算法相比识别精度更高.     

基于布谷鸟搜索优化神经网络的锂电池荷电状态预测

锂电池荷电状态(SOC)的预测是电动汽车锂电池管理系统中最为关键的技术之一;为实现对SOC的高精度的预测,提岀了一种基于布谷鸟搜索算法(CS)优化的误差反向传播(BP)神经网络的锂电池SOC预测方法,该方法的核心难点之一,在于优化BP神经网络的初始权值和阈值,从而可以改善易陷入局部最优的情况,减小算法对初始值的依赖;Matlab仿真结果表明,CS—BP神经网络算法的均方根误差值比BP算法的均方根误差值平均降低了0.010 6,CS—BP算法具有更高的预测精度和极强的泛化性能.     

基于改进的粒子群优化的神经网络故障诊断方法研究

针对BP(Back Propagation)神经网络易陷入局部极值的缺点,提出了一种粒子群PSO(Particle Swarm Optimization)神经网络,同时为避免PSO算法早熟,对部分粒子采用变异操作。应用于故障诊断系统的仿真结果表明,该算法能够大大提高故障诊断的精度。