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专利号: 2021104649641
申请人: 长春工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于灰色GM(1,1)模型的变压器故障预测方法,其特征是:该方法由以下步骤实现:步骤一、输入变压器运行的原始数据,采用灰色GM(1,1)模型对原始数据的累加阶数,背景值序列以及初始值进行任意选择并进行优化,生成八种备选优化方案序列f;

步骤二、根据序列f中的参数,判断是否进行灰色GM(1,1)模型累加阶数优化,如果是,采用粒子群算法确定灰色GM(1,1)模型的累加阶数r,执行步骤三;如果否,设定累加阶数r=1,执行步骤三;

步骤三、采用灰色GM(1,1)模型对原始数据进行预测,获得预测数据,将原始数据长度与预测数据长度的差值为仿真数据长度;

(r)

根据三种数据长度确定r阶累加序列X (k),其中k为元素序号,k的取值范围为[1,n];

(r) (r)

确定背景值序列Z (i),其中i为累加序列Z (i)中的元素序号,i的取值范围为[2,n];

(r) (r) (r) (r)

X (k)=[x (1),x (2)......x (n)](r) (r) (r) (r)

Z (i)=[z (2),z (3)......z (n)](r)

步骤四、计算r阶累加序列X (k);

(r)

采用变量α,β简化r阶灰色GM(1,1)模型的公式,获得r次累加后的累加序列X (k):式中,r的取值通过粒子群算法获得,参数a、b为待求取的常数;

(r)

根据 最终获得GM(1,1)模型中r阶累加序列X (k)的最终公式为:

步骤五、判断k是否大于仿真数据长度,如果是,通过累减的形式计算r‑1阶累加序列X(r‑1)(k),执行步骤六;如果否,返回执行步骤四;

步骤六、判断是否进行背景值序列优化,如果是,执行步骤七;如果否,采用原始方式构(r) (r) (r)造背景值序列Z (i),即选取累加序列X (k)中相邻两元素的平均值构造背景值序列Z(i),执行步骤八;

(r)

步骤七、确定插值点个数m,将X (k)中相邻两元素之间插入m个插值点,构造优化的m(r)次插值的灰色GM(1,1)模型的背景值序列Z (h),执行步骤八;

步骤八、判断i是否大于仿真数据长度,如果是,构造矩阵Y、B,采用最小二乘法获得参数a、b,执行步骤九;如果否,返回执行步骤七;

(0)

步骤九、判断是否进行初始值优化,如果是,计算最优初始值x (1)=csz_best,csz_(0) (0) (1)best为选择的新的初始值;如果否,初始值x (1)为x (1)=x (1),执行步骤十;

步骤十、将初始值带入时间响应函数中,获得待定参数C;

式中,t为时间,根据获得的待定参数C,获得r阶灰色GM(1,1)模型预测公式:式中,u+1为预测的下一时刻的数据序号;

将原始数据与灰色GM(1,1)模型预测的预测数据进行对比;计算灰色GM(1,1)模型的预测误差;根据预测误差确定八种优化方案,并对选择的优化方案进行数据整合,绘制数据仿真图。

2.根据权利要求1基于灰色GM(1,1)模型的变压器故障预测方法,其特征在于:步骤九中,选择的新的初始值csz_best的方法为:(r)

通过进行r次累加后得到的X (k)序列中的任意两元素,按照新信息优先原则对两数据进行加权处理,获得新的初始值备选序列CSZ_new:(r) (r)

CSZ_new=p*X (c1)+(1‑p)*X (c2),c1≠c2(r) (r) (r)

式中,p为权重参数,取值范围为[0,1];c1、c2∈k,X (c1)、X (c2)为r阶累加序列X(k)中任意两数据;

将所述初始值备选序列CSZ_new中各元素依次带入灰色GM(1,1)模型,获得误差数值最小的元素作为新的初始值csz_best。