基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法与流程

技术特征：
1.一种基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述继电器贮存寿命预测方法包括如下步骤：步骤1：选取继电器贮存过程中变化的接触电阻作为特征参量；步骤2：对电磁继电器进行加速贮存退化试验，获取步骤1中性能特征参量在历史时间维度中样本数据,依据测量所得的接触电阻数据构建原始数列；步骤3：用所述步骤2测得的接触电阻数据构建灰色模型；步骤4：用等纬递补的方法对步骤3的灰色模型进行改进；步骤5：用麻雀搜索算法对步骤4改进的灰色模型的权值进行优化；步骤6：用步骤5优化后的新模型,对接触电阻变化趋势进行预测，并与优化前的改进灰色模型进行对比。2.根据权利要求1所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤3的灰色模型建模步骤包括：步骤3-1：在原始数据的基础上对其进行逐次累加后得到一个新的数列x
(1)
：x
(1)
就具有准指数规律，其背景值为：z
(1)
(k)＝λx
(1)
(k) (1-λ)x
(1)
(k-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中背景值生成因子λ∈[0,1]；步骤3-2：根据式(2)和(3)生成背景值序列为：z
(1)
＝{z
(1)
(2),z
(1)
(3),z
(1)
(4)
…
z
(1)
(n)}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)步骤3-3：建立微分方程，其表现形式为:其中a为发展系数，u为灰色作用量；步骤3-4：将公式(5)离散化得到：x
(0)
(k) az
(1)
(k)＝u
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)步骤3-5：用最小二乘法求解a和u的值得到，其中为估计值，y为[x
(0)
(2),x
(0)
(3),
…
x
(0)
(n)]
t
；步骤3-6：计算模型时间响应为：步骤3-7：通过还原得到灰色模型公式：3.根据权利要求2所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤4等纬递补的方法对步骤3的灰色模型进行改进的具体步骤为：
步骤4-1：先用灰色模型对n维的原始数据序列进行预测，得到第一个预测值后，将原始数据的第一个数据替换为得到的预测值，得到一个新的数据序列；步骤4-2：用所得到的新的序列继续用gm(1,1)模型预测，得到第二个预测值；步骤4-3：循环往复，直至所有的数据都被替换，得到全部的预测值。4.根据权利要求1或3所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤5中用麻雀算法对步骤4改进的灰色模型的权值进行优化，具体优化步骤为：步骤5-1：初始化种群，迭代次数，初始化捕食者和加入者比列；步骤5-2：计算适应度值，并排序；步骤5-3：利用下式更新捕食者位置：其中，t代表当前迭代数，j＝1,2,3
…
d，iter
max
是一个常数，表示最大的迭代次数，x
i,j
表示第i个麻雀在第j维中的位置信息，α∈[0，1]是一个随机数，r2(r2∈[0,1])和st(st∈[0.5,1])分别表示预警值和安全值，q是服从正态分布的随机数，l表示一个1
×
d的矩阵，其中该矩阵内每个元素全部为1；步骤5-4：利用下式更新加入者位置：其中x
p
是目前发现者所占据的最优位置,x
worst
则表示当前全局最差的位置，a表示一个1
×
d的矩阵，其中每个元素随机赋值为1或-1，并且a ＝at(aat)-1，当i>n/2时，这表明，适应度值较低的第i个加入者没有获得食物，处于十分饥饿的状态，此时需要飞往其它地方觅食，以获得更多的能量；步骤5-5：利用下式更新警戒者位置：其中，其中x
best
是当前的全局最优位置，β作为步长控制参数，是服从均值为0，方差为1的正态分布的随机数，k∈[-1，1]是一个随机数，f
i
则是当前麻雀个体的适应度值，f
g
和f
w
分别是当前全局最佳和最差的适应度值，ε是常数，以避免分母出现零；步骤5-6：计算适应度值并更新麻雀位置；步骤5-7：是否满足精度要求，满足则获得最优权值，并输出输出结果，否则，重复执行步骤5-2-步骤5-6。5.根据权利要求1所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤6中得到的预测结果使用平均相对百分误差y
m
、根均方误差y
r
、预测精度
y
fa
进行比较评价进行比较评价进行比较评价上式中：n表示测试数据集的样本容量；x
a
(i)和x
p
(i)(i＝1,2,
…
n)分别为第i时刻继电器接触电阻的真实值和预测值；其中y
m
与y
r
数值越小，y
fa
数值越大、表示拟合优度越大，模型预测结果越准确。6.根据权利要求1所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤2中依据测量所得的接触电阻数据构建原始数列可以写成：x
(0)
＝{x
(0)
(1),x
(0)
(2),x
(0)
(3),
…
x
(0)
(n),}。7.根据权利要求1所述基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，其特征在于：所述步骤1中的特征参量可以是接触电阻、线圈电阻、释放电压，释放电压、释放时间、超呈差。

技术总结
本发明是一种基于麻雀搜索和改进灰色模型的继电器贮存寿命预测方法，包括如下步骤：步骤1选取特征参量；步骤2获取性能特征参量在历史时间维度中样本数据，构建原始数列；步骤3：用测得的接触电阻数据构建灰色模型；步骤4：用等纬递补的方法对灰色模型进行改进；步骤5：用麻雀搜索算法对改进的灰色模型的权值进行优化；步骤6：用优化后的新模型,对接触电阻变化趋势进行预测，并与优化前的改进灰色模型进行对比。本发明在对传统灰色模型改进的基础上，运用等维灰数递补方法对模型进行动态更新建立改进灰色模型，并引入麻雀搜索算法对其权值参数进行优化，得到新模型,经过对预测结果的对比分析，表明新模型具有较高的预测精度。表明新模型具有较高的预测精度。


技术研发人员：王召斌 陈康宁 尚尚 朱佳淼 乔青云 李朕 李久鑫 刘百鑫
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/2/8