直拉單晶爐等徑控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著單晶硅在各種高技術領域應用的不斷推廣,對單晶硅的需求量在不斷增加,對其質(zhì)量的要求也是越來越高。直拉單晶爐等徑控制性能的優(yōu)劣直接影響著生產(chǎn)出的單晶硅質(zhì)量。根據(jù)工藝要求和設備條件,直拉單晶爐等徑控制的數(shù)學模型包括兩個單輸入、單輸出系統(tǒng)。一個是加熱功率對溫度的控制模型；一個是加熱功率對單晶直徑的控制模型。
　　 單晶直徑與加熱功率之間、熱場溫度與加熱功率之間具有高階、滯后、復雜的系統(tǒng)特點,并且外部干擾信號多。常規(guī)PID控制無法獲得

2、良好的動靜態(tài)性能,并且當過程特性發(fā)生變化時會導致控制性能惡化,而常規(guī)PID控制器沒有自適應能力,控制器參數(shù)需要重新調(diào)整。
　　 本文綜述了直拉單晶爐等徑控制系統(tǒng)的工作原理,介紹了直拉單晶爐的熱系統(tǒng)及熱場,溫度梯度與單晶等徑生長之間的關系,分析了影響單晶等徑生長的因素及單晶等徑生長的條件。
　　 針對直徑與加熱功率之間、熱場溫度與加熱功率之間具有高階、滯后、復雜的系統(tǒng)特點,設計了對象參考參數(shù)自適應時滯補償器?；赑opov

3、超穩(wěn)定理論,給出了參數(shù)自適應律設計方法,并導出了參數(shù)自適應律模型。對象參考參數(shù)自適應時滯補償器具有良好的自適應跟蹤能力和時滯補償能力。
　　 文中研究了內(nèi)?？刂频幕驹砑捌浣Y(jié)構(gòu),闡述了IMC-PID控制器的設計過程。IMC-PID控制器只須調(diào)整一個參數(shù)(低通濾波器時間常數(shù)),與常規(guī)的PID控制器需要調(diào)整3個參數(shù)相比,便于在線整定。
　　 將帶有時滯的一階參數(shù)自適應模型與IMC-PID控制器相結(jié)合,給出了基于對象參考參數(shù)