基于馬爾可夫隨機場的水泥水化建模及性能預測.pdf

1、由于水泥作為一種重要的工業(yè)基材料被廣泛應用到生產生活的各個方面，所以促使人們不斷研究探索其水化機理。
　　但是由于水泥水化內部反應的極端復雜性，直到目前科學家也沒有完全搞清楚內部的反應原理和反應過程，而且傳統的分析方法需要消耗很多的時間也不具有時間連續(xù)性。隨著計算機科學技術研究的發(fā)展使得對水泥水化的研究進入計算材料時代，雖然之后的研究也取得了一些公認的成果，比如Bentz的細胞自動機模型。但是一般這種建模都是建立在像素與特征的基礎

2、之上的，在建模之前必須進行復雜的水泥圖像配準等操作，而且一個極小的像素偏差都可能對建模結果產生比較大的影響，不僅對設備要求很高，而且工作計算量都很大。這里我們主要根據馬爾可夫隨機場在圖像中的廣泛應用為基礎，把它應用到水泥水化建模中來，由于利用馬爾可夫隨機場進行水泥水化建模只用考慮水泥微觀圖像的鄰域概率分布特征，不用事先進行復雜的圖像配準和特征選擇，所以提高了準確度和易用性。本文主要分下面幾個方面來進行研究分析。
　　(1)適應水泥

3、微觀圖像的馬爾可夫模型參數估計方法
　　我們提出了一個新的馬爾可夫模型參數估計方法，加權最小平方差適應方法(WLS)。馬爾可夫模型的參數估計問題對使用者一直都是非常大的挑戰(zhàn)，目前常用的一些方法都存在一定的問題，為了使馬爾可夫模型可以順利地用在水泥水化建模中，需要一個精確度高、時間復雜度低又具有噪聲魯棒性的參數估計方法。我們提出WLS方法是一個完整的體系，其中包括主要的WLS參數估計方法、零值處理方法和參數適應值評價方法。并通過實驗

4、對比表明我們的WLS方法比最小平方差方法(LS)最有更高的精確度和噪聲魯棒性。
　　(2)馬爾可夫模型水泥水化建模
　　由于這是第一次把馬爾可夫模型應用到水泥水化中來，我們進行了可行性分析。提出了一個基于采樣圖像的水泥水化相似度適應值函數，解決了水泥水化馬爾可夫建模的最大難點，然后通過與粒子群算法(PSO)優(yōu)化結合起來，方便直觀地建立水泥水化圖像的馬爾可夫模型。
　　(3)建立水泥水化馬爾可夫模型之后的后續(xù)利用