Введение
1. Моделирование физико-химических свойств газочувствительных материалов методами математического моделирования и вычислительного эксперимента 10
1.1. Использование металлорганических нанокомпозитных полимерных материалов в сенсорах газов 10
1.1.1. Технология формирования газочувствительного материала и получения пленок металлсодержащего полиакрилонитрила 11
1.1.2.Анализ факторов, влияющих на физико-химические свойства пиролизованного полиакрилонитрила 15
1.2. Статистические методы исследования и прогнозирования физико- имических свойств материалов по заданным параметрам 20
1.2.1. Множественная линейная регрессия 21
1.2.2. Нейронные сети 25
1.2.3. Метод частичных наименьших квадратов (PLS) 35
1.2.4. Метод опорных векторов 37
1.2.5. Метод k ближайших соседей 37
1.2.6. Алгоритм «случайный лес» 38
1.3. Выводы 39
2. Разработка алгоритма построения математической модели 41
2.1. Моделирование свойств материалов в зависимости от режимов технологического процесса 41
2.2. Численные методы построения регрессионной модели по данным нейросетевого анализа 48
2.3. Программная реализация алгоритма построения математических моделей 50
2.4. Выводы 52
3. Разработка математических моделей физико-химических свойств металлсодержащего полиакрилонитрила и функциональных характеристик сенсора газа на его основе 53
3.1. Выбор входных параметров для моделирования физико-химических свойств пленок металлсодержащего полиакрилонитрила 53
3.2. Разработка регрессионной модели зависимости удельного сопротивления и газочувствительности от технологических параметров 67
3.3. Разработка нейросетевых моделей зависимости функциональных характеристик сенсоров газов на основе полиакрилонитрила от технологических параметров 73
3.3.1 Моделирование коэффициента газочувствительности сенсоров диоксида азота и хлора на основе полиакрилонитрила 74
3.3.1.1 Сенсор на основе кобальтсодержащего ПАН 74
3.3.1.2 Сенсор на основе серебросодержащего ПАН 82
3.3.1.3. Сенсор на основе медьсодержащего ПАН 84
3.3.2. Моделирование процессов адсорбции молекул диоксида азота и хлора 87
3.3.3. Исследование селективности сенсоров на основе пленок кобальтсодержащего полиакрилонитрила 92
3.3.4. Исследование стабильности отклика сенсоров на основе пленок кобальтсодержащего полиакрилонитрила 96
3.4. Выводы 99
4. Определение параметров технологического процесса сенсоров газа с улучшенными характеристиками 101
4.1. Тестирование регрессионной модели прогнозирования удельного сопротивления по технологическим параметрам 101
4.2. Проверка адекватности построенных нейросетевых моделей 102
4.3. Разработка регрессионной модели коэффициента газочувствительности кобальтсодержащего полиакрилонитрила по данным нейросетевого анализа . 107
4.4. Определение технологических параметров изготовления сенсоров газов 113
4.5. Выводы 115
Заключение 117
Список литературы
