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MOCVD温度控制方法研究

作　者: 纠永杰
导　师: 过润秋
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: MOCVD 温度控制 PID 神经元 模糊免疫
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 28次
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内容摘要


本文研究了MOVCD系统温度控制部分。根据传统PID控制并参考国内外时滞系统研究成果、结合实际系统具体情况,对MOCVD温度控制部分进行设计。文中对变参数分段PID控制、史密斯预估控制、模糊自适应PID控制以及模糊Smith预估+PID等几种控制方法进行了研究,并在此基础上提出了单神经元自适应PID和模糊免疫PID两种智能温度控制思想,为MOCVD温度控制提供了理论参考,对实际温度控制具有较好的指导意义。针对MOCVD温度控制系统,首先得到系统温度与设定电压值的近似关系曲线图,进而建立系统的传递函数模型;根据被控对象的大惯性和纯滞后特性,选择合理的温度控制算法进行系统仿真,总结相关参数调节规律,并得出实际系统中控制参数的大致范围；最后,在实际系统中寻求最优控制参数实现该温度控制算法。仿真和实际表明,将不同的算法相互结合、取长补短的复合控制性能优于传统的PID控制算法,更容易满足系统的控制要求,为进一步研究MOCVD温度控制方法奠定了基础。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 半导体材料发展历程与发展方向  7-8
    1.1.1 半导体材料的发展历程  7
    1.1.2 当前半导体材料的研究热点和趋势  7-8
  1.2 MOCVD概述  8-9
    1.2.1 MOCVD简介  8
    1.2.2 MOCVD的发展  8-9
  1.3 MOCVD技术的基本原理  9-11
  1.4 MOCVD控制系统设计要求  11
    1.4.1 压力、流量控制  11
    1.4.2 温度控制  11
  1.5 主要研究工作和论文内容安排  11-13
    1.5.1 MOCVD系统中的关键技术及本人的主要工作  11-12
    1.5.2 论文内容安排  12-13
第二章 MOCVD温度控制系统结构  13-19
  2.1 MOCVD温度控制系统的硬件组成  13-16
  2.2 温度控制系统的特点  16-18
    2.2.1 温度控制系统通用特点  16
    2.2.2 MOCVD温度控制系统特点  16-18
  2.3 本章小节  18-19
第三章 MOCVD温度控制模型辨识  19-27
  3.1 温度曲线的测定  19-21
  3.2 系统模型辨识  21-26
    3.2.1 系统辨识的定义及原理  21-23
    3.2.2 最小二乘理论  23
    3.2.3 基于最小二乘理论的经典辩识的新方法  23-25
    3.2.4 基于最小二乘法确定MOCVD温控对象的数学模型  25-26
  3.3 本章小节  26-27
第四章 MOCVD温度控制方法的研究  27-49
  4.1 温度控制模式  27-29
    4.1.1 手动控制模式  27
    4.1.2 自动控制模式  27-28
    4.1.3 手动控制、自动控制的切换  28-29
  4.2 MOCVD温度的自动控制  29-35
    4.2.1 PID控制  29
    4.2.2 PID控制原理  29-30
    4.2.3 MOCVD温度自动控制程序设计  30-33
    4.2.4 系统仿真及结果分析  33-35
  4.3 温度控制算法研究  35
  4.4 常用的温度控制算法及其仿真  35-47
    4.4.1 Smith预估控制  36-40
    4.4.2 模糊控制  40-45
    4.4.3 模糊Smith预估+PID控制  45-46
    4.4.4 神经网络控制  46-47
  4.5 本章小节  47-49
第五章 MOCVD温度智能控制方法的研究  49-59
  5.1 智能控制系统概述  49-50
    5.1.1 智能控制的定义  49
    5.1.2 智能控制系统的特点  49
    5.1.3 智能控制研究对象  49-50
    5.1.4 智能控制系统国内外进展概况  50
  5.2 神经元自适应PID的MOCVD温度控制方法研究  50-54
    5.2.1 基于神经元自适应的PID智能控制  51-52
    5.2.2 算法改进  52-53
    5.2.3 仿真研究  53-54
  5.3 模糊免疫控制在MOCVD温度控制系统中的应用  54-58
    5.3.1 免疫反馈模型描述  54-55
    5.3.2 模糊免疫PID控制器  55-57
    5.3.3 仿真研究  57-58
  5.4 本章小节  58-59
第六章 工作总结与展望  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-65
在读期间研究成果  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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