三溫區(qū)空間晶體生長爐溫度系統(tǒng)機理建模與控制.pdf

1、本文研究了三溫區(qū)空間晶體生長爐爐溫系統(tǒng)的機理建模與控制方法，實現(xiàn)了三溫區(qū)空間晶體生長爐的溫度控制。并對預(yù)測控制進行了改進，將其應(yīng)用于以晶體生長爐的機理模型為被控對象的仿真實驗中，為三溫區(qū)晶體生長爐的先進溫度控制做了必要準備。 準確建立三溫區(qū)空間晶體生長爐的數(shù)學(xué)模型，在爐的設(shè)計工程和控制工程中都非常重要。在晶體爐的設(shè)計工程中，對晶體爐的幾何結(jié)構(gòu)確定和構(gòu)件選材具有指導(dǎo)意義；在控制工程中，可以確定系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)有利于辨識晶體爐的控制模型

2、；還可以再缺少實際對象時，模擬實際對象，對控制算法進行預(yù)研，節(jié)約成本。本文從傳熱機理的角度分析，得到了三溫區(qū)晶體生長爐的機理模型，并分析了系統(tǒng)的幾何參數(shù)和構(gòu)件的物性參數(shù)對模型的影響。 設(shè)計帶前饋的PID控制器，應(yīng)用Hooke-Jeeves模式搜索法整定PID控制器參數(shù)，并使用前饋補償?shù)姆椒ㄏ魅跻淮坞娫床▌訉ο到y(tǒng)溫度的影響。在進行了大量仿真實驗，驗證了控制方法的有效性后，將該方法應(yīng)用于實際控制實驗，取得了滿意的控制效果，完成了三溫

3、區(qū)空間晶體生長爐的溫度控制任務(wù)。 研究了解耦預(yù)測控制，使用增量模型預(yù)測系統(tǒng)輸出，所得控制律中的前饋增益可以直接取單位矩陣，不需要在線調(diào)節(jié)即可保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零。同時，引入增益補償策略，并分析了這樣做的好處。前人指出，在廣義預(yù)測控制的內(nèi)模結(jié)構(gòu)下，引入適當(dāng)?shù)氖錇V波器可以改進廣義預(yù)測控制的魯棒性。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種設(shè)計失配濾波器的方法，仿真結(jié)果表明，該設(shè)計方法是有效的。 以機理模型為被控對象，引入失配濾波器，使用帶