本申請涉及電力電子設(shè)備的可靠性預(yù)測，特別涉及一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，sic?mosfet作為電力電子設(shè)備中的核心元件，其可靠性對系統(tǒng)整體性能具有重要影響。然而，由于sic?mosfet的老化過程受多種因素影響，如電氣、熱、機(jī)械應(yīng)力等，傳統(tǒng)的壽命預(yù)測方法往往難以準(zhǔn)確預(yù)測其剩余使用壽命。因此，開發(fā)一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，對于提高電力電子設(shè)備的可靠性、降低維護(hù)成本具有重要意義。目前，已有一些基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的壽命預(yù)測方法被提出，如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法的預(yù)測方法。然而，這些方法在預(yù)測精度、泛化能力等方面仍有待提高。同時(shí)，由于sic?mosfet的老化過程復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的預(yù)測方法往往難以適應(yīng)不同運(yùn)行條件下的壽命預(yù)測需求。

2、可見，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動模型對sic?mosfet壽命進(jìn)行預(yù)測時(shí)，往往存在數(shù)據(jù)質(zhì)量依賴性強(qiáng)，以及容易陷入局部最優(yōu)解，導(dǎo)致預(yù)測精度不高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

2、本說明書采用下述技術(shù)方案：

3、本說明書提供了一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，包括：

4、選取漏源極電壓作為sic?mosfet的老化特征參數(shù)，并用傳感器在老化試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)獲取電壓數(shù)據(jù)；

5、對采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，消除異常值，補(bǔ)充缺失值，平滑數(shù)據(jù)；

6、通過麻雀搜索算法ssa對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)lstm的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建ssa-lstm預(yù)測模型；

7、初始化ssa-lstm模型并輸入電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立sic?mosfet壽命與電壓之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對sic?mosfet剩余壽命的預(yù)測。

8、優(yōu)選地，所述用傳感器在老化試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)獲取電壓數(shù)據(jù)，具體包括：基于sicmosfet的加速老化試驗(yàn)，根據(jù)sic?mosfet的工作原理和失效機(jī)制，選擇與其壽命密切相關(guān)的關(guān)鍵電壓參數(shù)，通過電壓傳感器進(jìn)行采集。

9、優(yōu)選地，所述對采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體包括：對采集到的電壓原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，使用統(tǒng)計(jì)方法識別并剔除數(shù)據(jù)中的異常值，利用濾波器去除高頻噪聲，以及通過插值法進(jìn)行填充，或者根據(jù)具體情況選擇刪除含有缺失值的記錄。

10、優(yōu)選地，所述通過麻雀搜索算法ssa對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)lstm的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，具體包括：

11、將ssa算法搜索到的最優(yōu)參數(shù)配置應(yīng)用于lstm模型，以構(gòu)建ssa-lstm預(yù)測模型，這些參數(shù)包括學(xué)習(xí)率、隱藏單元數(shù)、迭代次數(shù)等。

12、優(yōu)選地，所述初始化ssa-lstm模型，具體包括：

13、所述初始化lstm的參數(shù)，包括神經(jīng)元之間的數(shù)量、權(quán)值、偏置，lstm模型的層數(shù)以及內(nèi)部優(yōu)化器的選擇；

14、所述初始化ssa算法參數(shù)，包括麻雀種群的大小、捕食者(發(fā)現(xiàn)者)和加入者的比例以及算法的迭代次數(shù)。

15、優(yōu)選地，所述輸入電壓參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，具體包括：

16、將預(yù)處理后的電壓數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)對構(gòu)建的ssa-lstm預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)驗(yàn)證集上的性能指標(biāo)，不斷調(diào)整ssa算法的參數(shù)，以改進(jìn)優(yōu)化過程。

17、優(yōu)選的，所述實(shí)現(xiàn)對sic?mosfet剩余壽命的預(yù)測，具體包括：

18、在每次迭代中，使用ssa算法對lstm網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在每次迭代中，ssa算法會根據(jù)當(dāng)前種群中每只麻雀的位置(即lstm模型的參數(shù)組合)計(jì)算適應(yīng)度值，根據(jù)適應(yīng)度值更新麻雀的位置，以尋找更優(yōu)的lstm模型參數(shù)組合。重復(fù)以上步驟，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)或滿足收斂條件為止，獲取sic?mosfet剩余壽命的結(jié)果。

19、本說明書提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法。

20、本說明書提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種基于ssa-lstm的sicmosfet壽命預(yù)測方法。

21、在本說明書提供的一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，對比現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果如下：

22、本發(fā)明結(jié)合ssa算法和lstm網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，通過ssa算法對lstm網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建ssa-lstm預(yù)測模型，其能夠有效地在復(fù)雜的參數(shù)空間中搜索到最優(yōu)解或接近最優(yōu)解的參數(shù)組合，在較短的時(shí)間內(nèi)找到較優(yōu)的解，從而提高了模型訓(xùn)練和預(yù)測的效率，同時(shí)能夠廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)、新能源汽車、工業(yè)自動化等領(lǐng)域，為設(shè)備的健康管理和維護(hù)提供有力支持。

技術(shù)特征：

1.一種基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述用傳感器在老化試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)獲取電壓數(shù)據(jù)，具體包括：

3.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述對采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體包括：

4.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述通過麻雀搜索算法ssa對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)lstm的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，具體包括：

5.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述初始化ssa-lstm模型，具體包括：

6.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述輸入電壓參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，具體包括：

7.如權(quán)利要求1所述的基于ssa-lstm的sic?mosfet壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)對sic?mosfet剩余壽命的預(yù)測，具體包括：

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～7任一所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于SSA?LSTM的SiC?MOSFET壽命預(yù)測方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)，涉及電力電子設(shè)備的可靠性預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：選取漏源極電壓作為SiC?MOSFET的老化特征參數(shù)，并用傳感器在老化試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)獲取電壓數(shù)據(jù)；對采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，消除異常值，補(bǔ)充缺失值，平滑數(shù)據(jù)；通過麻雀搜索算法SSA對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)LSTM的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建SSA?LSTM預(yù)測模型；初始化SSA?LSTM模型并輸入電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立SiC?MOSFET壽命與電壓之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對SiC?MOSFET剩余壽命的預(yù)測。本發(fā)明的SiC?MOSFET壽命預(yù)測模型具有適應(yīng)性強(qiáng)、低計(jì)算復(fù)雜度、預(yù)測精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)、新能源汽車、工業(yè)自動化等領(lǐng)域，為設(shè)備的健康管理和維護(hù)提供有力支持。

技術(shù)研發(fā)人員：戴鵬,鮑君儀,徐慶,高明暢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24