基于馬爾可夫隨機(jī)場的水泥水化建模及性能預(yù)測.pdf

1、由于水泥作為一種重要的工業(yè)基材料被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個方面，所以促使人們不斷研究探索其水化機(jī)理。
　　但是由于水泥水化內(nèi)部反應(yīng)的極端復(fù)雜性，直到目前科學(xué)家也沒有完全搞清楚內(nèi)部的反應(yīng)原理和反應(yīng)過程，而且傳統(tǒng)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(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究的發(fā)展使得對水泥水化的研究進(jìn)入計(jì)算材料時代，雖然之后的研究也取得了一些公認(rèn)的成果，比如Bentz的細(xì)胞自動機(jī)模型。但是一般這種建模都是建立在像素與特征的基礎(chǔ)

2、之上的，在建模之前必須進(jìn)行復(fù)雜的水泥圖像配準(zhǔn)等操作，而且一個極小的像素偏差都可能對建模結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，不僅對設(shè)備要求很高，而且工作計(jì)算量都很大。這里我們主要根據(jù)馬爾可夫隨機(jī)場在圖像中的廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)，把它應(yīng)用到水泥水化建模中來，由于利用馬爾可夫隨機(jī)場進(jìn)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(jìn)行復(fù)雜的圖像配準(zhǔn)和特征選擇，所以提高了準(zhǔn)確度和易用性。本文主要分下面幾個方面來進(jìn)行研究分析。
　　(1)適應(yīng)水泥

3、微觀圖像的馬爾可夫模型參數(shù)估計(jì)方法
　　我們提出了一個新的馬爾可夫模型參數(shù)估計(jì)方法，加權(quán)最小平方差適應(yīng)方法(WLS)。馬爾可夫模型的參數(shù)估計(jì)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(fù)雜度低又具有噪聲魯棒性的參數(shù)估計(jì)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(shù)估計(jì)方法、零值處理方法和參數(shù)適應(yīng)值評價方法。并通過實(shí)驗(yàn)

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(yīng)用到水泥水化中來，我們進(jìn)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(yīng)值函數(shù)，解決了水泥水化馬爾可夫建模的最大難點(diǎn)，然后通過與粒子群算法(PSO)優(yōu)化結(jié)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