基于集成学习的燃料电池故障诊断方法技术

技术编号:43524538 阅读:25 留言:0更新日期:2024-12-03 12:12
本发明专利技术公开了一种基于集成学习的燃料电池故障诊断方法。它包括如下步骤:采集原始数据,所述原始数据为燃料电池运行过程中关于时间特征的状态变量;对原始数据进行数据预处理;将数据划分为训练集和测试集;将训练集和测试集分别输入CNN‑BiLSTM模型进行特征提取,得到新的训练集和新的测试集;构建Stacking集成学习模型;对Stacking集成学习模型进行优化;将新的训练集代入到优化后的Stacking集成模型中进行训练,再将新的测试集代入到训练好的Stacking集成学习模型中,输出故障诊断结果。本发明专利技术不仅能够更好地区分燃料电池的正常、膜干和氢气泄漏三种运行状态,而且克服单一模型鲁棒性不足和泛化能力不强的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池故障诊断,具体地指一种基于集成学习的燃料电池故障诊断方法


技术介绍

1、随着全球对环境保护和可持续发展的重视,燃料电池作为一种绿色、高效的能源转换技术,正逐渐成为研究和应用的热点。燃料电池,特别是质子交换膜燃料电池(protonexchange membrane fuel cell,pemfc),以其高能量密度、动力性能强及零排放等优势,在交通运输、能源存储与供应、航空航天及军事等领域展现出巨大的应用潜力。

2、然而,燃料电池作为一种多物理场耦合的非线性复杂系统,运行过程涉及热、电、流体等多物理耦合现象,组件老化、环境变化以及控制不当都可能导致系统发生故障。若不能及时发现和清除故障会进一步导致系统性能退化、使用寿命缩短甚至引发严重的安全事故。故障诊断可以准确快速地识别故障,起到阻止故障蔓延、缓解故障影响的重要作用。

3、当前基于数据驱动的故障诊断研究中,多数算法都是针对所研究的单一故障表现出了良好的诊断效果,但当扩展故障种类进行研究时,单一算法的鲁棒性和泛化能力难以保证。


技术实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:S2)中,原始数据归一化处理采用下列公式进行

3.根据权利要求2所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:S2)中,通过随机森林算法中的基尼系数作为评价指标评价原始数据重要性,所述基尼系数计算公式如下

4.根据权利要求1所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:S3)中,训练集和测试集设定的划分比例为7:3。

5.根据权利要求4所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:s2)中,原始数据归一化处理采用下列公式进行

3.根据权利要求2所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:s2)中,通过随机森林算法中的基尼系数作为评价指标评价原始数据重要性,所述基尼系数计算公式如下

4.根据权利要求1所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:s3)中,训练集和测试集设定的划分比例为7:3。

5.根据权利要求4所述的基于集成学习的燃料电池故障诊断方法,其特征在于:s4)中,cnn模型包括2个卷积层、...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁裕鹏张雪松童亮赵旭阳
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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