[發明專利]一種電容器壽命估算方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202011241354.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112307638B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 于天劍;劉嘉文;成庶;代毅;向超群;伍珣
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F119/04
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

1.一種電容器壽命估算方法，其特征在于，包括：

獲取電容特征值；

建立早期預測模型組、中期預測模型組和晚期預測模型；所述早期預測模型組基于第一訓練集訓練得到，所述中期預測模型組基于第二訓練集訓練得到，所述晚期預測模型基于第三訓練集訓練得到；

將所述電容特征值輸入所述早期預測模型組以確定所述早期預測模型組的預測結果；

將所述電容特征值輸入所述中期預測模型組以確定所述中期預測模型組的預測結果；

將所述電容特征值輸入所述晚期預測模型以確定所述晚期預測模型的預測結果；

基于電容器老化試驗和至少一個所述預測結果進行電容器壽命估算；

其中，所述晚期預測模型基于第三訓練集訓練得到，包括：

按老化測量時刻的時序獲取待測電容器的已知的電容量損失序列；

基于多產出預測策略和所述待測電容器的已知的電容量損失序列確定所述晚期預測模型的輸入特征值；可表示為

其中，s為待預測電容器標號；為晚期預測模型的預測值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

根據時間序列預測評價指標分別對所述早期預測模型組、中期預測模型組和晚期預測模型進行評價以調整所述早期預測模型組、中期預測模型組和晚期預測模型；

所述時間序列預測評價指標，包括：平均絕對誤差MAE、均方根誤差RMSE和平均絕對百分比誤差MAPE，所述時間序列預測評價指標表示為

其中，ΔC_s,t表示第s個電容器在t時刻測量的電容量減去該電容器的初始電容量的百分比，表示電容量損失百分比的模型預測值，包括：電容量損失百分比的早期預測模型組的預測值、電容量損失百分比的中期預測模型組的預測值和電容量損失百分比的晚期預測模型的預測值中的任意一個，s表示參與試驗的電容器標號，N表示電容器總數，t表示電容器電容量測量時間段，T表示電容器電容量測量的總時段，其中k表示起始預測時段。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述早期預測模型組基于第一訓練集訓練得到，包括：

所述早期預測模型組，包括：T-k-l個單步預測模型，以及多產出預測模型，其中l表示所述多產出預測模型輸出維數，且預測的末尾l個電容量損失值；

按老化測量時刻的時序獲取N個電容器的電容量損失序列,定義s∈{1,2,3,...,N-1}，共N-1個電容器的完整電容量退化序列作為所述第一訓練集，s＝N作為第一測試集；

對所述第一訓練集進行預處理；對所述第一訓練集進行線性擬合，得到線性擬合后的擬合值作為所述早期預測模型組新的第一訓練集，定義擬合后的電容量損失百分比為

基于單步時間序列預測策略和所述擬合值確定所述第一訓練集；所述第一訓練集表示為

其中，·表示所述早期預測模型組中T-k-l個單步預測模型中每個模型的訓練集；

所述早期預測模型組的測試集表示為

其中，表示T-k-l個所述由單步預測策略構成的早期預測模型組，表示多產出預測模型，整個早期預測模型組預測值由上角標E表示，表示所述早期預測模型組對待測電容器電容量損失百分比的預測值。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述中期預測模型組基于第二訓練集訓練得到，包括：

所述中期預測模型組，包括：T-k-l個單步預測模型，以及多產出預測模型；

按老化測量時刻的時序獲取N個電容器的電容量損失序列,定義s∈{1,2,3,...,N-1}，共N-1個電容器的完整電容量退化序列作為所述中期預測模型組的第一訓練集，s＝N作為第二測試集；

基于單步時間序列預測策略和所述訓練集原始序列確定所述第二訓練集；所述第二訓練集表示為

其中，·表示中期預測模型組中T-k-l個單步預測模型中每個模型的訓練集；

所述中期預測模型組測試集表示為

其中，表示T-k-l個所述由單步預測策略構成的中期預測模型組，表示所述中期預測模型組中的多產出預測模型，整個中期預測模型組預測值由上角標M表示，即表示所述中期預測模型組對待測電容器電容量損失百分比的預測值。