三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制方法研究.pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)的興起以及利用新能源引起的光伏發(fā)電的熱潮，對(duì)優(yōu)質(zhì)的晶體需求大大增加，這對(duì)晶體生長(zhǎng)環(huán)境的溫度控制精度與控制性能提出了更高的要求。面對(duì)晶體生長(zhǎng)使用的三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐具有大滯后、大慣性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，作為控制簡(jiǎn)單、可靠性高而在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用的PID控制器難以獲得令人滿意的控制效果。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了一種具有神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)PID解耦的三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐。這無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐上都具有重要的意義。
　　針對(duì)三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)

2、爐控制精度的要求，以TI公司生產(chǎn)的DSP芯片TMS320F2812作為硬件控制核心和CCS3.3開發(fā)環(huán)境作為軟件平臺(tái)，進(jìn)行了硬件與軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐溫度控制系統(tǒng)的功能。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了DSP下位機(jī)和人機(jī)界面（觸摸屏）。DSP下位機(jī)控制部分包括:三路溫度數(shù)據(jù)采集、PWM波形的產(chǎn)生、串口數(shù)據(jù)通信。人機(jī)界面應(yīng)用程序包括:系統(tǒng)控制命令發(fā)送、三溫區(qū)溫度的實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。DSP下位機(jī)和人機(jī)界面（觸摸屏）完成了三溫區(qū)晶體

3、生長(zhǎng)爐溫度信號(hào)的采集與分析，滿足了晶體生長(zhǎng)過(guò)程的工藝要求。
　　完成了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)之后，針對(duì)三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐，從熱傳導(dǎo)機(jī)理出發(fā)，建立三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐簡(jiǎn)化機(jī)理模型，并參照機(jī)理模型特點(diǎn)選定模型結(jié)構(gòu)。利用灰箱法建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)三溫區(qū)晶體生長(zhǎng)爐溫場(chǎng)分布的特點(diǎn)，先后利用經(jīng)典PID對(duì)角線解耦算法和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)PID解耦算法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用MATLAB對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)方法對(duì)多變量強(qiáng)耦合時(shí)變對(duì)象具有