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(gè)國(guó)家的電能消耗量密切相關(guān)。一直以來(lái)，電工鋼的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造技術(shù)嚴(yán)格；國(guó)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(gè)國(guó)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(zhǎng)，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(guò)在真空環(huán)境下對(duì)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(guò)程動(dòng)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(wú)污染的工藝和自動(dòng)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(guò)程中低溫等離子體的產(chǎn)生及微觀物理過(guò)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(guò)程和控制過(guò)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(guò)程和集體效應(yīng)與米量級(jí)的大尺度等離子體行為聯(lián)系起來(lái)，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(guò)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(méi)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(shí)，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(shí)，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(dòng)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(duì)磁控濺射鍍膜工作系統(tǒng)的控制存在大過(guò)調(diào)或振蕩的問(wèn)題，使模糊 PI控制的大型真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等離子體離子電流值不會(huì)躍出界限，保證磁控濺射過(guò)程不會(huì)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(huì)受到損壞，實(shí)現(xiàn)磁控濺射鍍膜過(guò)程的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定及靜態(tài)穩(wěn)定控制。
　　磁控濺射鍍膜過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)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(jiǎn)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(guò)程為確保鍍膜過(guò)程系統(tǒng)穩(wěn)定，工藝標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)；整個(gè)磁控濺射鍍膜過(guò)程在系統(tǒng)參數(shù)變動(dòng)情況下可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)穩(wěn)定控制。
　　實(shí)驗(yàn)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(duì)冷軋鋼片的深加工。通過(guò)在真空環(huán)境下對(duì)冷軋鋼片添加硅元素及對(duì)其表