大型真空磁控濺射鍍膜裝備控制穩(wěn)定性及電工薄膜特性研究.pdf

1、電工鋼是電力、電訊和儀表工業(yè)中不可缺少的重要磁性材料，與一個國家的電能消耗量密切相關(guān)。一直以來，電工鋼的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造技術(shù)嚴(yán)格；國內(nèi)外的生產(chǎn)技術(shù)都以專利形式加以保護(hù)，視為企業(yè)的生命。電工用硅鋼的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量是衡量一個國家特殊鋼生產(chǎn)和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。隨著汽車、能源、化工、裝備制造等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的的高速增長，電工鋼生產(chǎn)在質(zhì)量、資源和環(huán)境等方面不斷面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
　　本論文利用大型真空磁控濺射綠色鍍膜裝備和技術(shù)，

2、以冷軋鋼卷為基材，通過在真空環(huán)境下對基材添加硅元素及制備基材表面電工絕緣薄膜，進(jìn)行綠色鍍膜工藝及其鍍膜過程動態(tài)穩(wěn)定控制和靜態(tài)穩(wěn)定控制的研究，力圖探索和尋找提高電工鋼性能及制備電工鋼絕緣膜的綠色無污染的工藝和自動化技術(shù)。
　　論文研究了磁控濺射的工作機(jī)理，分析了磁控濺射過程中低溫等離子體的產(chǎn)生及微觀物理過程。在上述基礎(chǔ)上，依據(jù)能量守恒，建立了大型真空磁控濺射的控制模型。在建模過程和控制過程中，試圖將原子尺度上的帶電粒子和中性粒子的碰

3、撞過程和集體效應(yīng)與米量級的大尺度等離子體行為聯(lián)系起來，并進(jìn)行穩(wěn)定控制。
　　依據(jù)磁控濺射工作的特點(diǎn)，控制過程采用了自適應(yīng)模糊PI控制策略。利用PI控制的快速性以及沒有靜態(tài)誤差的特點(diǎn)，磁控濺射放電可由正常輝光放電快速進(jìn)入異常輝光放電階段；且在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)階段時，使磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的實(shí)際離子濺射工作電流與所期望的離子濺射工作電流完全一致。同時，利用模糊參數(shù)自整定技術(shù),在線自適應(yīng)整定PI控制器的控制參數(shù)，使動態(tài)響應(yīng)好的模糊控制與穩(wěn)態(tài)特性

4、好的PI控制相結(jié)合,可以有效解決常規(guī) PI控制器對磁控濺射鍍膜工作系統(tǒng)的控制存在大過調(diào)或振蕩的問題，使模糊 PI控制的大型真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)等離子體離子電流值不會躍出界限，保證磁控濺射過程不會由異常輝光放電階段意外進(jìn)入弧光放電階段，從而保證磁控濺射電源及真空設(shè)備不會受到損壞，實(shí)現(xiàn)磁控濺射鍍膜過程的動態(tài)穩(wěn)定及靜態(tài)穩(wěn)定控制。
　　磁控濺射鍍膜過程是一個動態(tài)的過程，為實(shí)現(xiàn)工藝需要，本文提出了利用偏差變化變量以及偏差變量判定閉

5、環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性及優(yōu)化性能指標(biāo)的方法，建立了在線自適應(yīng)調(diào)整控制參數(shù)的模糊控制規(guī)則，判斷規(guī)則簡單，有利于進(jìn)行 PI參數(shù)的在線調(diào)整且適用于工程實(shí)際。
　　仿真結(jié)果表明：PI參數(shù)在線模糊自整定控制磁控濺射過程為確保鍍膜過程系統(tǒng)穩(wěn)定，工藝標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)；整個磁控濺射鍍膜過程在系統(tǒng)參數(shù)變動情況下可實(shí)現(xiàn)全自動穩(wěn)定控制。
　　實(shí)驗結(jié)果表明：利用大型真空磁控濺射鍍膜裝備能夠?qū)崿F(xiàn)對冷軋鋼片的深加工。通過在真空環(huán)境下對冷軋鋼片添加硅元素及對其表