直拉式單晶爐提拉過(guò)程控制系統(tǒng)研究.pdf

1、單晶硅是硅原子有規(guī)則的排列在一起而構(gòu)成的單晶體，單晶硅材料是微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料，同時(shí)單晶硅也是制造太陽(yáng)能電池板的重要材料。伴隨我國(guó)科技事業(yè)的發(fā)展，對(duì)單晶硅產(chǎn)量的需求也快速增加，對(duì)單晶體直徑精度的要求越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)單晶爐的直徑測(cè)量技術(shù)和提拉工藝技術(shù)較為落后，不能精確的測(cè)量出單晶體的真實(shí)直徑和精確控制單晶硅的提拉速度，其生產(chǎn)出的單晶硅晶體精度差、表面粗糙、生產(chǎn)的效率低下。
　　在直徑檢測(cè)系統(tǒng)中，目前普遍采用的Sobel水平差分的邊緣

2、檢測(cè)圖像處理技術(shù)，其對(duì)邊緣灰度范圍的檢測(cè)不夠精確，而通過(guò)提高硬件分辨率的方法來(lái)提高測(cè)量精度時(shí)價(jià)格昂貴。為了提高單晶爐檢測(cè)系統(tǒng)的精確度同時(shí)降低檢測(cè)系統(tǒng)的硬件成本，論文中引入了亞像素的概念，通過(guò)算法的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)分辨率的提高。
　　在單晶硅提拉過(guò)程中，單晶硅的直徑是一個(gè)重要指標(biāo)，而直徑的變化直接受提拉速度的影響。由于電機(jī)系統(tǒng)具有多變量變參數(shù)和非線性的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PID控制理論在對(duì)直拉式單晶爐的電機(jī)系統(tǒng)中的速度的控制中有很大的局限性。針對(duì)

3、在提拉過(guò)程中電機(jī)系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生變化傳統(tǒng)的控制理論不能自適應(yīng)的調(diào)整PID的參數(shù)這一問題，將一種新的控制方法PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于單晶硅提拉速度控制系統(tǒng)并建立了PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)提拉系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)節(jié)到最佳的PID參數(shù)達(dá)到了一種自適應(yīng)的控制效果，并用MATLAB軟件證明了其有效性。
　　最后論文針對(duì)單晶爐速度控制系統(tǒng)介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)MCGS軟件搭建的MATLAB與PLC的通訊組態(tài)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法通過(guò)MATLAB