硅單晶生長速度控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、硅單晶現(xiàn)已廣泛用于電子、電氣、機(jī)械、儀表、制造、核動力工業(yè)和各種高技術(shù)研究領(lǐng)域,鑒于其在市場上的廣泛應(yīng)用及重要性,本文將先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于硅單晶生長設(shè)備,針對性地提出了一套完整的硅單晶生長控制系統(tǒng)方案。本文首先簡要介紹了硅單晶生長工藝——直拉法的原理和過程以及單晶爐控制系統(tǒng)原理。在此基礎(chǔ)上,提出了在雙CCD攝像頭測量晶體直徑的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)并級全閉環(huán)控制模式。通過兩個CCD測出不同階段的直徑,然后和工藝給出值比較后加權(quán)分別作為溫度

2、和速度的設(shè)定值,實現(xiàn)全閉環(huán)控制。給出了速度和溫度串級控制后并級全閉環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型,采用工業(yè)上常用的PID控制策略,并利用MATLAB的SIMULINK工具箱進(jìn)行了仿真,然后和單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示其超調(diào)和快速以及穩(wěn)態(tài)誤差等參數(shù)都較其它系統(tǒng)優(yōu)越。本控制系統(tǒng)是基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式芯片,選擇支持USB設(shè)備的Linux操作系統(tǒng),根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計要求,設(shè)計完成了相關(guān)的硬件電路,相關(guān)圖像采集系統(tǒng)和圖像處理子系統(tǒng)的程序