(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111368115.2 (22)申请日 2021.11.18 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212028 江苏省镇江市丹徒区长晖路 666号 (72)发明人 王召斌　陈康宁　尚尚　朱佳淼　 乔青云　李朕　李久鑫　刘百鑫　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 卢霞 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 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 (57)摘要 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。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 114021476 A 2022.02.08 CN 114021476 A 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：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114021476 A 2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， itermax是一个常数， 表示最大的迭代次数， Xi,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Xp是目前发现者所占据的最优位置,Xworst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Xbest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， fi则是当前麻雀个体的适应度值， fg和fw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yM、 根均方误差yR、 预测精度权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114021476 A 3