基于正則化的多分散系納米顆粒粒度反演優(yōu)化方法研究.pdf

1、與普通顆粒相比，納米顆粒具有較大的比表面積和表面能，在光、電、磁、力等方面具有異常的特性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、航天、環(huán)保等行業(yè)。這些特殊特性與納米顆粒粒徑大小、粒徑分布有著密切聯(lián)系，因此，納米顆粒的粒度測(cè)量是顆粒特性研究的重點(diǎn)之一。納米顆粒粒度反演需要求解第一類Fredholm積分方程，這是光子相關(guān)光譜法（PCS)反演顆粒粒徑及其分布的難點(diǎn)之一。
　　針對(duì)納米顆粒粒徑反演的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文研究了多分散系納米顆粒粒度及其分布的反演，為了

2、提高反演精度和反演速度，通過(guò)優(yōu)化正則參數(shù)對(duì)正則化方法進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到了較好的預(yù)期效果，具有重要的理論研究意義。
　　本論文的主要工作如下：
　　1.根據(jù)散射光信號(hào)的特點(diǎn)，利用A R模型及L-D遞推算法，研究并模擬動(dòng)態(tài)光散射信號(hào)。將模擬信號(hào)的光強(qiáng)自相關(guān)函數(shù)與理論值相比較，具有很好的一致性，并利用Tikhonov正則化算法進(jìn)行反演，驗(yàn)證信號(hào)模擬的可靠性和可行性。利用VC++調(diào)用Matlab實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行軟件界面設(shè)計(jì)，實(shí)

3、現(xiàn)散射光信號(hào)模擬系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　2.利用迭代正則化方法在不同噪聲水平下分別對(duì)單分散系和多分散系進(jìn)行反演。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在無(wú)噪聲和噪聲水平較低時(shí)，利用正則化和迭代正則化方法，單分散系和多分散系都能得到較好的反演結(jié)果；噪聲水平較高時(shí)，迭代正則化方法在抗噪性和反演精度方面優(yōu)于正則化方法。
　　3.根據(jù)Morozov偏差原則進(jìn)行納米顆粒粒徑反演。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于單峰分布的顆粒，當(dāng)噪聲水平低于0.01時(shí)，Morozov快速算法和M

4、orozov算法都能反演得到較好的粒徑分布；當(dāng)噪聲水平等于0.01時(shí)，只有Morozov快速算法能夠得到較好粒徑分布。對(duì)于多峰分布的顆粒，當(dāng)噪聲水平低于0.005，Morozov快速算法和Morozov算法都能反演得到較好的粒徑分布；當(dāng)噪聲水平等于0.005時(shí)，只有Morozov快速算法能夠反演出粒徑分布。
　　4.研究了遺傳算法在納米顆粒粒徑反演中的應(yīng)用，結(jié)合Morozov正則化方法、改進(jìn)正則化方法和L-曲線法等方法設(shè)計(jì)適應(yīng)度函