【摘 要】
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熔体生长方式中的直拉法是目前生产单晶硅材料的主要方式。西安理工大学设计的新型网络化单晶炉控制系统,主控制器是以PLC为核心的,控制算法全部是经典的PID算法,其整个结构
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熔体生长方式中的直拉法是目前生产单晶硅材料的主要方式。西安理工大学设计的新型网络化单晶炉控制系统,主控制器是以PLC为核心的,控制算法全部是经典的PID算法,其整个结构用CANopcn网络化。这类控制系统存在对网络的依存度较高·而且基于PLC的控制系统成本较高和模型预测控制等复杂控制算法时受编程软件的限制难以实现。对高品质晶体的生长控制造成困难等等。因此,很有必要设计研究以嵌入式硬件为平台的单晶炉控制系统并引进先进控制算法。 针对以上问题本文提出设计低成本的嵌入式硬件单晶炉控制系统,整个控制系统基于MC9S12DGl2$馓处理器为核心,并针对单晶炉系统的大滞后特性和晶体生长是需要温度稳定的变化要求引进基于模型的预测控制算法以提高晶体生长的品质。通过软件和硬件的结合,实现现有的单晶炉控制系统的智能模块到智能控制器的转变,为低成本晶体生长系统的实现提高了一条途径,同时又降低系统对网络的依存度,提高整体单晶炉的可靠性。 本文具体设计了温度控制系统的子系统的硬件部分,对动态矩阵控制和广义预测控制算法进行了学习和在MATLAB平台下仿真,而且在本文设计的硬件平台下对PID、DMC和GPC进行了实时控制验证与比较,效果良好,满足生产高品质晶体的要求。
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