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基于双向门控循环单元网络的心音分段
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作者 卢官明 许梦悦 +3 位作者 卢峻禾 戚继荣 赵宇航 王洋 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期58-66,共9页
为了提高心音分段的定位精度和准确率,提出一种基于双向门控循环单元(Bi‑directional Gated Recurrent Unit,Bi‑GRU)网络的心音分段算法。首先,采用短时傅里叶变换(Short‑Time Fou‑rier Transform,STFT)和同步挤压变换(Synchrosqueezing... 为了提高心音分段的定位精度和准确率,提出一种基于双向门控循环单元(Bi‑directional Gated Recurrent Unit,Bi‑GRU)网络的心音分段算法。首先,采用短时傅里叶变换(Short‑Time Fou‑rier Transform,STFT)和同步挤压变换(Synchrosqueezing Transform,SST)技术提取各个时间步短时窗口内心音信号的瞬时频率特征;然后,将各个时间步提取的瞬时频率特征构成序列并输入到Bi‑GRU网络,利用Bi‑GRU网络挖掘特征序列的上下文依赖关系,提取心音信号的上下文时频特征;最后,使用Softmax分类器将心音信号分成第一心音(S1)、第二心音(S2)、S1‑S2间期、S2‑S1间期4种状态类别。在PhysioNet/CinC Challenge 2016数据集上的实验结果表明,提出的心音分段算法总体准确率为93.30%,S1状态的平均F1得分为0.9538,S2状态的平均F1得分为0.9450,优于基线心音分段算法LR‑HSMM的性能指标,验证了该算法能有效地对心音信号进行分段,为心音信号的特征提取与分析提供了基础。 展开更多
关键词 心音分段 短时傅里叶变换 同步挤压变换 双向门控循环单元
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基于图卷积网络和双向门控循环单元的电力系统主导失稳模式辨识
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作者 王长江 张千龙 +2 位作者 姜涛 陈厚合 陶宇轩 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6326-6339,I0016,共15页
为快速准确辨识电力系统主导失稳模式,该文提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network,GCN)和双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,Bi-GRU)的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先,根据系统故障前后暂... 为快速准确辨识电力系统主导失稳模式,该文提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network,GCN)和双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,Bi-GRU)的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先,根据系统故障前后暂态电气量时序演变规律及空间分布特性,构建表征电力系统运行状态的特征矩阵;然后,建立GCN与Bi-GRU相结合的深度学习模型,利用GCN整合拓扑空间信息提高模型泛化性,同时利用Bi-GRU自适应感知输入特征的全局时间序列信息,以深度挖掘特征矩阵的空间特性和时序特性,进而明晰暂态过程中各暂态电气量间的深层联系及交互影响,实现电力系统主导失稳模式的精确辨识;最后,通过修改后IEEE-39节点系统和某地区实际电网的实验结果表明,所提方法具备一定可解释性,相比其他深度学习方法在有效性、准确性和适应性方面存在一定的优势。 展开更多
关键词 主导失稳模式 电压稳定 功角稳定 图卷积神经网络 双向门控循环单元
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基于时空图卷积与双向门控循环单元的机械设备寿命预测
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作者 刘中民 刘小平 +2 位作者 王斌 郝晓龙 张立杰 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第9期185-193,共9页
针对传统剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测方法在建模多传感器数据的复杂时空依赖与抗噪性能方面存在不足的问题,提出一种融合时空图卷积网络(spatial-temporal graph convolutional network,STGCN)、软阈值残差注意力机制... 针对传统剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)预测方法在建模多传感器数据的复杂时空依赖与抗噪性能方面存在不足的问题,提出一种融合时空图卷积网络(spatial-temporal graph convolutional network,STGCN)、软阈值残差注意力机制与双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)的剩余寿命预测模型。首先,通过时空图卷积提取多传感器数据中的空间与时间特征,建模设备部件间的拓扑关系与动态演化;其次,引入BiGRU以捕捉深层时序依赖,并结合软阈值残差注意力机制,增强对关键退化特征的感知能力并抑制噪声干扰;最后,实现对机械设备剩余寿命的精准预测。在PHM2010与NASA数据集上的实验表明,该方法在多种噪声干扰下仍具优异预测性能,显著优于现有方法。 展开更多
关键词 剩余使用寿命 时空图卷积 双向门控循环单元 软阈值 注意力
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基于变分模态分解和双向门控循环单元的偏导射流伺服阀故障诊断
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作者 张帅印 陶建峰 +2 位作者 吴兆宇 陈方飞扬 谭浩洋 《液压与气动》 北大核心 2025年第8期1-11,共11页
在复杂工况下,偏导射流伺服阀可采集的故障信号有限且易受噪声干扰,导致其特征提取困难。针对该问题,提出了一种基于海星优化变分模态分解、时域卷积网络、引入自注意力机制的双向门控循环单元的故障诊断方法。首先,利用海星优化算法自... 在复杂工况下,偏导射流伺服阀可采集的故障信号有限且易受噪声干扰,导致其特征提取困难。针对该问题,提出了一种基于海星优化变分模态分解、时域卷积网络、引入自注意力机制的双向门控循环单元的故障诊断方法。首先,利用海星优化算法自适应确定变分模态分解参数,提高信号分解的准确性与鲁棒性;随后结合最小包络熵原则选取关键固有模态函数,从中提取主要特征;最后,将提取的特征融入时域卷积网络与自注意力机制增强的双向门控循环单元网络,提高故障特征的表达能力与分类性能。为验证所提方法的有效性,构建了偏导射流伺服阀故障仿真平台和开展了多种典型故障工况试验;结果表明,所提模型的故障识别准确率达到97.33%,具有较强的鲁棒性和诊断精度。 展开更多
关键词 偏导射流伺服阀 变分模态分解 双向门控循环单元 故障诊断
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基于轴承退化状态评估和改进图注意力双向门控循环单元网络的轴承剩余寿命预测 被引量:1
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作者 宋李俊 刘松林 +2 位作者 辛玉 马婧华 谢正邱 《中国机械工程》 北大核心 2025年第7期1562-1572,共11页
受工作条件和运行工况影响,滚动轴承全寿命周期的运行状态监测数据存在强噪声干扰,且轴承运行寿命退化呈非线性,严重影响剩余寿命预测的准确性。提出了一种结合高精度故障始发时刻退化状态评估和改进图注意力双向门控循环单元网络的轴... 受工作条件和运行工况影响,滚动轴承全寿命周期的运行状态监测数据存在强噪声干扰,且轴承运行寿命退化呈非线性,严重影响剩余寿命预测的准确性。提出了一种结合高精度故障始发时刻退化状态评估和改进图注意力双向门控循环单元网络的轴承剩余寿命预测方法,并利用XJTU-SY全寿命周期轴承数据集验证了所提方法的有效性。研究结果表明,所提预测方法能有效捕获表征轴承退化状态的深度时空特征,与CNN-LSTM等方法相比,剩余寿命预测精度显著提高。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障始发时刻 剩余寿命预测 改进图注意力双向门控循环单元
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大坝变形的双向门控循环单元网络预测模型
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作者 姚佳池 赵二峰 +1 位作者 刘峰 宋桂华 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第4期99-107,共9页
针对大坝变形序列的噪声信息,一次模态分解难以对其充分挖掘剔除,通过辛几何模态分解和改进的自适应噪声完备集合经验模态分解将变形实测序列解耦为不同频率的模态分量,使用最大信息系数对模态分量和实测序列进行相关性检验,并采用小波... 针对大坝变形序列的噪声信息,一次模态分解难以对其充分挖掘剔除,通过辛几何模态分解和改进的自适应噪声完备集合经验模态分解将变形实测序列解耦为不同频率的模态分量,使用最大信息系数对模态分量和实测序列进行相关性检验,并采用小波阈值对相关性弱的模态分量去噪重构,有效剔除实测序列中的噪声,利用基于注意力机制的双向门控循环单元网络模型对重构序列进行预测。应用实例表明,采用二次模态分解方法能有效剔除大坝变形实测序列中的噪声信息,建立的组合预测模型可以充分挖掘大坝变形与环境量之间的非线性关系且具有良好的泛化能力,为大坝长效服役性态预测提供了新方法。 展开更多
关键词 大坝变形 二次模态分解 小波阈值去噪 注意力机制 双向门控循环单元 预测模型
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基于图卷积神经网络−双向门控循环单元及注意力机制的风电功率短期预测模型
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作者 张光昊 张新燕 王朋凯 《现代电力》 北大核心 2025年第2期201-208,共8页
风电功率的准确预测对电力系统的稳定运行意义重大,针对传统组合模型难以充分挖掘变量间潜在依赖性,导致在高维度、大量数据下风电功率预测精度偏低的问题。该文提出一种图卷积神经网络–双向门控循环单元及注意力机制的短期风电功率预... 风电功率的准确预测对电力系统的稳定运行意义重大,针对传统组合模型难以充分挖掘变量间潜在依赖性,导致在高维度、大量数据下风电功率预测精度偏低的问题。该文提出一种图卷积神经网络–双向门控循环单元及注意力机制的短期风电功率预测模型。该模型以数值天气预报数据(numerical weather prediction,NWP)和风电功率历史数据作为输入,首先利用皮尔逊相关性分析筛选特征,然后借助残差连接的图卷积神经网络(graph convolutional neural network,GCN)和图学习层挖掘空间特征关系,接着采用双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)挖掘历史数据的时序特征,最后引入注意力机制(attentional mechanisms,AM)分配权重,实现风电功率短期预测。以某风电场实测数据为例进行算例分析,实验结果表明,该文方法在单步及多步预测中相比其他方法有更好的预测精度。 展开更多
关键词 风电功率预测 混合深度神经网络 图卷积神经网络 双向门控循环单元 注意力机制
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基于双向门控循环单元的脱硫系统pH预测模型
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作者 高钾 田雪峰 +2 位作者 彭献永 蒋甲丁 徐敏 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5535-5543,共9页
针对石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(wet flue gas desulfurization, WFGD)工作过程中浆液pH难以精准测量、不利于WFGD作业的问题,建立一种基于双向门控循环单元的脱硫系统pH预测模型。首先,对原始数据进行清洗和归一化处理;其次,基于最... 针对石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(wet flue gas desulfurization, WFGD)工作过程中浆液pH难以精准测量、不利于WFGD作业的问题,建立一种基于双向门控循环单元的脱硫系统pH预测模型。首先,对原始数据进行清洗和归一化处理;其次,基于最大信息系数分析得出13个特征值为输入变量,pH为输出变量,并建立浆液pH模型;最后,运行模型,并对结果进行评价。研究结果显示,与长短期记忆和门控循环相比,所选用的数学模型的平均绝对误差分别下降了11.95%、24.92%,均方根误差分别下降了10.64%、19.49%,决定系数分别提高了1.79%、3.08%。表明基于双向门控循环单元的pH预测模型具有较高的精确度和稳定性,具有工程应用价值,为现有脱硫塔pH预测模型提供了工程参考。 展开更多
关键词 石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统 双向门控循环单元神经网络 预测模型 浆液pH
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基于双向门控变分编码回归网络的涡扇发动机剩余寿命预测 被引量:2
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作者 徐浩 王波 +2 位作者 张猛 杨文龙 汪超 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第2期616-626,共11页
针对涡扇发动机运行工况复杂,难以提取高维度、多参数监测数据的退化时序特征,从而影响模型预测性能的问题,提出一种基于双向门控变分编码回归网络的剩余使用寿命预测模型。首先在变分编码器(VAE)网络的编码端引入双向门控循环单元网络(... 针对涡扇发动机运行工况复杂,难以提取高维度、多参数监测数据的退化时序特征,从而影响模型预测性能的问题,提出一种基于双向门控变分编码回归网络的剩余使用寿命预测模型。首先在变分编码器(VAE)网络的编码端引入双向门控循环单元网络(BiGRU),充分挖掘多维度退化数据中的隐藏时序特征;其次重构变分编码器模型的解码器为回归网络,利用变分编码器潜在空间中的退化特征训练回归网络,并在损失函数中联合KL散度和回归误差来提高剩余使用寿命预测精度。为验证所提预测模型的高效性,在公开涡扇发动机数据集上与其他预测模型进行对比,验证了所提模型具有更优的预测精度。 展开更多
关键词 剩余寿命预测 变分编码器 双向门控循环单元网络 回归网络 涡扇发动机
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结合多尺度注意力机制和双向门控循环网络的视频摘要模型 被引量:1
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作者 闫河 刘灵坤 +2 位作者 黄俊滨 张烨 段思宇 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期446-454,共9页
任务中全局注意力在长距离视频序列上注意力值分布的方差较大,生成关键帧的重要性分数偏差较大,且时间序列节点边界值缺乏长程依赖导致的片段语义连贯性较差等问题,通过改进注意力模块,采用分段局部自注意力和全局自注意力机制相结合来... 任务中全局注意力在长距离视频序列上注意力值分布的方差较大,生成关键帧的重要性分数偏差较大,且时间序列节点边界值缺乏长程依赖导致的片段语义连贯性较差等问题,通过改进注意力模块,采用分段局部自注意力和全局自注意力机制相结合来获取局部和全局视频序列关键特征,降低注意力值的方差。同时通过并行地引入双向门控循环网络(bidirectional recurrent neural network,BiGRU),二者的输出分别输入到改进的分类回归模块后再将结果进行加性融合,最后利用非极大值抑制(non-maximum suppression,NMS)和核时序分割方法(kernel temporal segmentation,KTS)筛选片段并分割为高质量代表性镜头,通过背包组合优化算法生成最终摘要,从而提出一种结合多尺度注意力机制和双向门控循环网络的视频摘要模型(local and global attentions combine with the BiGRU,LG-RU)。该模型在TvSum和SumMe的标准和增强数据集上进行了对比试验,结果表明该模型取得了更高的F-score,证实了该视频摘要模型保持高准确率的同时可鲁棒地对视频完成摘要。 展开更多
关键词 视频摘要 自注意力机制 重要性分数 长程依赖 计算机视觉 双向门控循环神经网络 非极大值抑制 核时序分割方法
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基于改进卷积双向门控循环网络的轴承故障诊断 被引量:17
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作者 张昌凡 刘佳峰 +1 位作者 何静 刘建华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期61-67,共7页
针对传统深度学习方法没有充分利用轴承信号的时序特点,以及难以处理动态数据的问题,提出一种基于改进卷积双向门控循环神经网络的轴承故障智能诊断方法。采用卷积神经网络从输入信号中提取代表性特征,引入双向门控循环神经网络挖掘故... 针对传统深度学习方法没有充分利用轴承信号的时序特点,以及难以处理动态数据的问题,提出一种基于改进卷积双向门控循环神经网络的轴承故障智能诊断方法。采用卷积神经网络从输入信号中提取代表性特征,引入双向门控循环神经网络挖掘故障数据在时间维度上的语义信息,通过注意力机制自适应地对特征图通道赋予不同权值,从而实现高精度的轴承故障诊断。在公开轴承数据集上进行实验,实验结果表明,该方法能够正确地将轴承故障分类,分类精度可达99.6%。 展开更多
关键词 卷积神经网络 双向门控循环网络 通道注意力机制 轴承故障诊断
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八度卷积和双向门控循环单元结合的X光安检图像分类 被引量:3
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作者 吴海滨 魏喜盈 +1 位作者 王爱丽 岩堀祐之 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1138-1146,共9页
针对主动视觉安检方法准确率低、速度慢,不适用于实时交通安检的问题,提出了八度卷积(OctConv)和注意力机制双向门控循环单元(GRU)神经网络相结合的X光安检图像分类方法。首先,利用八度卷积代替传统卷积,对输入的特征向量进行高低分频,... 针对主动视觉安检方法准确率低、速度慢,不适用于实时交通安检的问题,提出了八度卷积(OctConv)和注意力机制双向门控循环单元(GRU)神经网络相结合的X光安检图像分类方法。首先,利用八度卷积代替传统卷积,对输入的特征向量进行高低分频,并降低低频特征的分辨率,在有效提取X光安检图像特征的同时,减少了空间冗余。其次,通过注意力机制双向GRU,动态学习调整特征权重,提高危险品分类准确率。最后,在通用SIXRay数据集上的实验表明,对8000幅测试样本的整体分类准确率(ACC)、特征曲线下方面积(AUC)、正类分类准确率(PRE)分别为98.73%、91.39%、85.44%,检测时间为36.80 s。相对于目前主流模型,本文方法有效提高了X光安检图像危险品分类的准确率和速度。 展开更多
关键词 X光安检图像 八度卷积 双向门控循环单元 注意力机制
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基于变分模态分解的卷积神经网络−双向门控循环单元−多元线性回归多频组合短期电力负荷预测 被引量:21
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作者 方娜 李俊晓 +1 位作者 陈浩 李新新 《现代电力》 北大核心 2022年第4期441-448,共8页
为了有效提高电力负荷预测精度,针对电力负荷非线性、非平稳性、时序性的特点,提出了一种卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)、双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)和多元线性回归(multiple line... 为了有效提高电力负荷预测精度,针对电力负荷非线性、非平稳性、时序性的特点,提出了一种卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)、双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)和多元线性回归(multiple linear regression,MLR)混合的多频组合短期电力负荷预测模型。该模型先利用关联度分析得到相似日,并将其负荷组成新的数据序列,同时使用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将该数据序列进行分解,并重构成高低2种频率。对于高频分量,使用CNN-BiGRU模型进行预测;低频部分则使用MLR。最后将各个模型得出的预测结果叠加,得到最终预测结果。以2006年澳大利亚真实数据为例,进行短期电力负荷预测。仿真结果表明,相比于其他网络模型,该模型具有较高的预测精度和拟合能力,是一种有效的短期负荷预测方法。 展开更多
关键词 变分模态分解 卷积神经网络 双向门控循环单元 多元线性回归 负荷预测
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基于深度双向门控循环神经网络的制粉系统故障预警 被引量:9
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作者 赵征 丁建平 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期598-605,共8页
为构建鲁棒性较强的状态估计模型,结合堆叠自编码器思想,提出一种基于深度双向门控循环神经网络的制粉系统状态估计及故障预警方法。首先,选取制粉系统正常运行状态变量历史数据作为深度双向门控循环神经网络的训练输入,然后利用网络强... 为构建鲁棒性较强的状态估计模型,结合堆叠自编码器思想,提出一种基于深度双向门控循环神经网络的制粉系统状态估计及故障预警方法。首先,选取制粉系统正常运行状态变量历史数据作为深度双向门控循环神经网络的训练输入,然后利用网络强大的特征学习能力,建立制粉系统正常状态估计模型。采用滑动窗口法构建制粉系统状态监测指标,确定指标阈值,利用火电厂制粉系统历史运行数据进行仿真。结果表明:相比于其他方法,深度双向门控循环神经网络模型具有更好的估计性能,且能够在故障发生前及时发出预警信息,达到早期故障诊断的目的。 展开更多
关键词 制粉系统 深度学习 双向门控循环神经网络 自编码器 故障预警
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基于互补集合经验模态分解和改进麻雀搜索算法优化双向门控循环单元的交通流组合预测模型 被引量:7
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作者 殷礼胜 刘攀 +3 位作者 孙双晨 吴洋洋 施成 何怡刚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4499-4508,共10页
该文针对短时交通流预测过程呈现的非线性、非平稳性及时序相关性特征,为提升预测的精度及收敛速度,提出一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)和改进麻雀搜索算法(ISSA)优化双向门控循环单元(BiGRU)的组合预测模型。首先,考虑到端点飞... 该文针对短时交通流预测过程呈现的非线性、非平稳性及时序相关性特征,为提升预测的精度及收敛速度,提出一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)和改进麻雀搜索算法(ISSA)优化双向门控循环单元(BiGRU)的组合预测模型。首先,考虑到端点飞翼问题,通过改进CEEMD算法将交通流量序列分解为体现路网交通趋势性、周期性及随机性的本征模态函数(IMF)分量,有效提取了其中的先验特征;随后,利用BiGRU网络挖掘交通流量序列中的时序相关性特征,为避免局部最优,并提高麻雀搜索算法(SSA)全局搜索及局部开发能力,采用ISSA对BiGRU网络权值参数迭代择优。实验结果表明,该组合预测模型中各组件对提高预测精度均起到正向作用,同时在不同交通流量数据集下的预测性能较对比算法均更优,展现了精准、快速的预测表现以及良好的泛化能力。 展开更多
关键词 短时交通流预测 互补集合经验模态分解 麻雀搜索算法 双向门控循环单元 边界局部特征延拓
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基于融合特征和OOA-BiGRU的锂离子电池剩余使用寿命预测方法 被引量:1
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作者 孙静 翟千淳 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2996-3012,共17页
随着新能源汽车产业的持续发展,锂离子电池被大量用作车载动力电池。电池管理系统(BMS)负责监测、评估、维护和优化锂离子电池的性能和寿命,其中剩余使用寿命(RUL)预测是BMS中的重要组成部分。该文提出一种基于融合特征和鱼鹰优化算法(O... 随着新能源汽车产业的持续发展,锂离子电池被大量用作车载动力电池。电池管理系统(BMS)负责监测、评估、维护和优化锂离子电池的性能和寿命,其中剩余使用寿命(RUL)预测是BMS中的重要组成部分。该文提出一种基于融合特征和鱼鹰优化算法(OOA)优化双向门控循环单元(BiGRU)网络的锂离子电池RUL预测方法。针对电池容量难以直接测量的问题,采集电池老化过程中简单易测量的电流、电压和时间数据,从中提取能反映电池老化趋势的健康因子。提出一种结合过滤器与包装器的融合特征筛选策略,降低模型的复杂度,防止模型过拟合。搭建BiGRU网络,深入地研究序列整体结构和动态特性,整合多维度特征,适应不同时间尺度的依赖关系。采用OOA对BiGRU模型内部的超参数进行有效的优化,提高了模型的预测精度,同时实现了参数的自配置。将所提方法与传统网络模型在不同电池数据上进行比对,验证所提OOA-BiGRU模型的可靠性。另外,将提出的融合特征预测与全部特征预测和过滤特征预测的效果进行比较,证明融合特征可更好地表示电池的老化程度,提高模型预测的准确度。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命 双向门控循环单元 健康因子 融合特征
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基于WOA-CNN-BiGRU的PEMFC性能衰退预测
17
作者 陈贵升 刘强 许杨松 《电源技术》 北大核心 2025年第4期831-840,共10页
针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影... 针对PEMFC性能预测领域中存在的预测精度不足和泛化能力有限的问题,提出了一种结合鲸鱼优化算法(WOA)、卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BiGRU)的PEMFC输出性能预测方法。首先,采用最大信息系数从大量数据中提取对PEMFC输出性能影响显著的特征,以降低计算复杂度。然后,结合CNN的特征提取能力和BiGRU在处理双向时间依赖性数据上的优势建立CNNBiGRU模型,并通过WOA优化其超参数进一步提升预测的准确性。最后,与传统预测模型进行对比,验证所建模型的优越性。实验结果表明:在训练集占比为60%时,模型在三种不同工况PEMFC老化数据集上的RMSE分别为0.0017、0.0014和0.0110,证明CNN-BiGRU模型具有较高的预测精度以及良好的泛化能力。 展开更多
关键词 PEMFC 性能衰退 鲸鱼优化算法 卷积神经网络 双向门控循环单元
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基于BWO优化VMD和TCN-BiGRU的短期风电功率预测
18
作者 逯静 张燕茹 王瑞 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第3期31-41,共11页
针对风力发电过程中出现的不平稳、波动性大等特点,为了更好地提高风力发电的预测精度,提出一种基于白鲸优化算法(BWO)的变分模态分解(VMD)和时序卷积网络(TCN)-双向门控循环单元(BiGRU)联合构建的短期风力发电功率预测模型。首先,由于... 针对风力发电过程中出现的不平稳、波动性大等特点,为了更好地提高风力发电的预测精度,提出一种基于白鲸优化算法(BWO)的变分模态分解(VMD)和时序卷积网络(TCN)-双向门控循环单元(BiGRU)联合构建的短期风力发电功率预测模型。首先,由于风电功率受多方面气象因素的共同影响,采用随机森林(RF)方法来确定气象因素特征的重要性,对特征进行排序并提取出最优的特征。其次,利用VMD将原始功率数据由不平稳序列分解成较平稳的子序列,为解决VMD的两个参数即模态数和惩罚因子难以人工确定的问题,使用BWO对VMD的参数进行寻优,利用优化后的VMD对非平稳电力信号进行有效分解。然后,将分解后的各平稳子序列加上提取出的最优特征进行TCN-BiGRU组合模型预测。最后,将各子序列的预测值进行叠加得到最终的结果。以中国的某风电场的实际数据为例,通过多种单一模型与组合模型对所提出的预测模型进行了仿真对比。仿真结果表明,所提出的基于BWO优化VMD和TCN-BiGRU联合预测方法具有较高的预测精度,其均方根误差、平均绝对误差及平均百分比误差的指标精度均比其他模型有所提高。本文方法在风电功率预测中具有显著优势。 展开更多
关键词 短期风功率预测 变分模态分解 随机森林 时序卷积网络 双向门控循环单元 白鲸优化算法
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基于MSCNN-BiGRU-Attention的短期电力负荷预测
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作者 李科 潘庭龙 许德智 《中国电力》 北大核心 2025年第6期10-18,共9页
为解决电力负荷关键特征难以提取的问题,提出一种结合多尺度卷积神经网络-双向门控循环单元-注意力机制(multi-scale convolutional neural network-bi-directional gated recurrent unit-Attention,MSCNN-BiGRU-Attention)的组合模型... 为解决电力负荷关键特征难以提取的问题,提出一种结合多尺度卷积神经网络-双向门控循环单元-注意力机制(multi-scale convolutional neural network-bi-directional gated recurrent unit-Attention,MSCNN-BiGRU-Attention)的组合模型进行短期电力负荷预测。首先,通过Spearman相关系数分析电力负荷数据集的相关性,筛选出相关性较高的特征,构建电力负荷数据集;其次,将数据输入到多尺度卷积神经网络(multi-scale convolutional neural network,MSCNN),对电力负荷数据进行多尺度的时序提取;然后,将提取后的时序特征输入到双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,BiGRU)神经网络进行时序预测,并通过注意力(Attention)机制对时序特征进行过滤和筛选;最后,通过全连接层整合输出预测值。以澳大利亚某地区3年的多维电力负荷数据作为数据集,并设置5种对照组模型。同时选用国内南方某地区2年的多维电力负荷数据作为模型验证数据集。结果表明,相较其他模型,MSCNN-BiGRU-Attention组合模型能够取得更好的预测效果,有效解决区域级电力负荷关键特征难以提取的问题。 展开更多
关键词 电力负荷预测 多尺度卷积神经网络 双向门控循环单元 注意力机制 深度学习 Spearman相关系数
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采用门控循环神经网络的核工业管道损伤识别方法 被引量:1
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作者 蒋琪 张望 +1 位作者 屈文忠 肖黎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期48-58,共11页
超声导波检测技术具有效率高、成本低、检测方便等优点,广泛应用于管道的损伤检测。但超声导波在管道中的传播以及压电传感器灵敏度受温度和压力载荷等环境及工况的影响,严重干扰了损伤信息的提取和识别。由此,该文提出了一种基于粒子... 超声导波检测技术具有效率高、成本低、检测方便等优点,广泛应用于管道的损伤检测。但超声导波在管道中的传播以及压电传感器灵敏度受温度和压力载荷等环境及工况的影响,严重干扰了损伤信息的提取和识别。由此,该文提出了一种基于粒子群优化-双向门控循环单元-注意力机制模型的机器学习的导波管道损伤识别方法。此模型通过在原始超声导波数据与管道状态之间建立映射关系,并加强特征提取层对损伤特征的识别能力,有效避免环境干扰并准确识别出真实的损伤信号。以某核工业循环水冷却管道试验台架为试验对象,进行温度压力变化工况下的管道损伤识别试验,通过试验和理论分析验证了该模型能有效实现管道损伤识别,且识别准确率优于门控循环网络、长短时记忆、双向门控循环网络等其他数据驱动模型,证实了该文所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 核工业管道 损伤识别 粒子群优化 双向门控循环单元 注意力机制
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