[發明專利]一種雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法

有效

• 申請號: 201310193610.3
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103279659A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 朱芹芹;王寧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06N3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.?一種雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法，其特征在于包括如下步驟：

1)?通過現場操作或者實驗獲得燃料電池的電流輸入和電壓輸出采樣數據，對于同一組燃料電池的電流輸入采樣數據，將燃料電池模型的電壓估計輸出與燃料電池的電壓實際輸出數據的誤差平方和作為目標函數；

2)?受RNA分子特性和分子操作的啟發，提出雙環交叉算子，抽象出雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法；

3)?設定雙環交叉操作RNA遺傳算法的基本參數：初始種群大小N=61、變量個數n=7、單個變量的染色體長度L=20、種群最大進化代數G=1000、置換概率P_rep=1、換位概率P_tr=0.4、雙環交叉概率P_cro=0.32、普通變異概率P_mut=0.8、求解精度delta=1×10^-4和終止規則；

4)?運行雙環交叉操作RNA遺傳算法估計燃料電池模型中的未知參數ξ₁，ξ₂，ξ₃，ξ₄，b，λ，R_c，其中，ξ₁，ξ₂，ξ₃，ξ₄為電化學極化或活化極化電動勢系數、b為濃差極化過電勢系數、λ為膜的有效水含量參數、R_c為歐姆電壓降的燃料電池內電阻；通過最小化目標函數，得到燃料電池模型中未知參數的估計值，將估計值代入燃料電池模型中，形成燃料電池的數學模型。

2.?根據權利要求1所述的雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法，其特征在于所述算法的終止規則為：雙環交叉操作RNA遺傳算法所尋得的最優值小于可接受誤差或者雙環交叉操作RNA遺傳算法的運行代數達到最大代數。

3.?根據權利要求1所述的雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法，其特征在于所述的燃料電池為現今最有應用前景的質子交換膜燃料電池，包含待估參數的質子交換膜燃料電池的機理數學模型為Amphlett?JC，Baumert?RM，Mann?RF，Peppley?BA和Roberge?RP于1995發表在美國期刊名為《Journal?of?the?Electrochemical?Society》上卷142，頁碼1-15的通用模型。

4.?根據權利要求1所述的雙環交叉操作RNA遺傳算法的燃料電池優化建模方法，其特征在于所述雙環交叉操作RNA遺傳算法采用的雙環交叉，雙環交叉操作為：

隨機選擇兩個RNA序列，分別將每個RNA序列分成n個RNA子序列，在每個RNA子序列的前半部分[1,?L/2]隨機產生一個換位點cpoint1，在該換位點之后隨機產生一段長度為<n的RNA子序列，該段RNA子序列在雙環交叉操作中保持不變，由此可以算出第二個換位點cpoint2=cpoint1++1，將兩個RNA子序列換位點cpoint1前的一段子序列連成一個環形，并在該環上隨機產生斷裂點x，沿順時針將從x開始的cpoint1個堿基粘貼到第一個RNA子序列換位點cpoint1前面，剩下的堿基粘貼到第二個RNA子序列換位點cpoint1前面；同理對這兩個RNA子序列第二個換位點cpoint2后面的RNA子序列段進行相同的操作；由此構成了雙環交叉操作。