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，納米顆粒的粒度測量是顆粒特性研究的重點之一。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之一。
　　針對納米顆粒粒徑反演的重點和難點，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，通過優(yōu)化正則參數(shù)對正則化方法進行優(yōu)化，實驗結(jié)果表明，達到了較好的預期效果，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)散射光信號的特點，利用A R模型及L-D遞推算法，研究并模擬動態(tài)光散射信號。將模擬信號的光強自相關(guān)函數(shù)與理論值相比較，具有很好的一致性，并利用Tikhonov正則化算法進行反演，驗證信號模擬的可靠性和可行性。利用VC++調(diào)用Matlab實驗結(jié)果進行軟件界面設(shè)計，實

3、現(xiàn)散射光信號模擬系統(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單分散系和多分散系進行反演。實驗結(jié)果表明，在無噪聲和噪聲水平較低時，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，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偏差原則進行納米顆粒粒徑反演。根據(jù)實驗結(jié)果，對于單峰分布的顆粒，當噪聲水平低于0.01時，Morozov快速算法和M

4、orozov算法都能反演得到較好的粒徑分布；當噪聲水平等于0.01時，只有Morozov快速算法能夠得到較好粒徑分布。對于多峰分布的顆粒，當噪聲水平低于0.005，Morozov快速算法和Morozov算法都能反演得到較好的粒徑分布；當噪聲水平等于0.005時，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用，結(jié)合Morozov正則化方法、改進正則化方法和L-曲線法等方法設(shè)計適應度函