直拉式單晶爐提拉過程控制系統(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，同時單晶硅也是制造太陽能電池板的重要材料。伴隨我國科技事業(yè)的發(fā)展，對單晶硅產(chǎn)量的需求也快速增加，對單晶體直徑精度的要求越來越高。國內(nèi)單晶爐的直徑測量技術(shù)和提拉工藝技術(shù)較為落后，不能精確的測量出單晶體的真實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。
　　在直徑檢測系統(tǒng)中，目前普遍采用的Sobel水平差分的邊緣

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

3、在提拉過程中電機系統(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)，隨時調(diào)節(jié)到最佳的PID參數(shù)達到了一種自適應(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控制的硬件實現(xiàn)過程，通過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MATLAB