针对1～100μm粒子群粒度分布测量技术反演算法存在的问题，本文给出了一种用组合单径粒子群产生的衍射光强角谱分布反演实际粒子群粒度分布的数学模型。基于积分中值定理，首次提出了粒子群中值粒径概率密度分布谱的概念，以有限种单径粒子群线性组合表示实际粒子群粒度分布，两者的衍射光强角谱离散分布完全等效，并建立了一套适用于Fraunhofer衍射法测量粒度分布的反演算法。 通过数值计算对1～100μm范围内的单峰、双峰及三峰结构粒子群进行了模拟实验测量，结果表明，峰值粒径测量值与理论值偏差在1μm以内，粒度分布跨度与理论值一致，中值粒径概率分布直方图与实际分布偏差可达0.03。并且当单峰结构粒子群衍射光强信号噪信比达到20％时，与无噪声信号的反演结果没有明显差异。此方法弥补了积分变换法对噪声敏感、非线性迭代方法收敛性差的缺陷，展示了一种无模式非迭代算法的新思路。