多晶硅還原爐硅棒溫度的無模型自適應模糊控制.pdf

1、多晶硅還原爐硅棒表面溫度控制對于多晶硅的生產，乃至整個光伏產業(yè)的發(fā)展有著重要意義。而對于硅棒溫度既要保證硅棒表面保持在最佳反應溫度，又不要使其波動較大。由于多晶硅生產過程中的氣相沉積反應使硅棒電氣結構發(fā)生變化，因而目前對硅棒溫度的控制多采用開環(huán)控制方式，勞動強度大。針對此問題，論文提出了以無模型自適應模糊控制器為主控制器，以PI為副控制器的雙閉環(huán)結構的控制系統(tǒng)方法。采用基于無模型自適應控制器的結構，通過模糊規(guī)則在線修正無模型自適應控制器

2、參數，使溫度控制系統(tǒng)既能保證收斂穩(wěn)定性，又能提高系統(tǒng)對于溫度控制的動態(tài)性能。
　　 論文首先闡述了多晶硅還原爐硅棒溫度的化學反應機理，選擇相控加熱電源作為硅棒溫度的加熱電源，推導出被控對象的三階時變滯后非線性傳遞函數，并對傳遞函數參數進行部分估計，根據硅棒沉積過程的電氣特性，確定系統(tǒng)為參數大時變，并以此傳遞函數作為比較選擇主控制器的基礎。然后，將傳統(tǒng)PID和無模型自適應控制器分別作為雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的主控器，比較研究控制系統(tǒng)的動穩(wěn)

3、態(tài)性能，用仿真的方法確定傳統(tǒng)PID對于參數大時變系統(tǒng)的局限性。而無模型自適應控制器雖然對于參數時變系統(tǒng)能保證其穩(wěn)定性和收斂性，但仿真表明其動態(tài)性能受控制器和被控對象的參數影響，不能滿足硅棒恒溫控制的要求。因此，論文根據無模型自適應控制器的參數學習因子和步長序列對系統(tǒng)動態(tài)性能影響趨勢，使用模糊自適應方法，利用誤差和誤差變化率整定學習因子和步長序列兩個參數。仿真表明改進的無模型自適應控制器相較于普通無模型自適應控制器，對于參數時變系統(tǒng)能更快

4、速地收斂到給定值且超調小，動態(tài)性能得到提升，穩(wěn)態(tài)性能幾乎不變。因此，采用模糊自適應的無模型自適應控制器可以滿足硅棒溫度控制的要求并在仿真中驗證改進的無模型自適應控制器作為主控制器的可行性。另外，論文設計電流、電壓和溫度采樣的實現(xiàn)，介紹了以S7-300作為核心的控制系統(tǒng)硬件結構，對PLC模塊選型和基于PROFIBUS-DP和MODBUS技術對系統(tǒng)網絡通訊說明，接著詳細闡述單片機PIC16F1936為核心的脈沖觸發(fā)電路。最后根據系統(tǒng)的硬件設