基于模糊控制的HVPE生长设备温度控制系统

• 作者: 孙文旭 栾义忠 王超 陈纪旸 马思乐 马晓静
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氢化物气相外延 温度控制 PLC 模糊PID MATLAB仿真
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 整机和系统设计
• 页码范围: 765-770
• 页数: 6页
• 分类号: TH6|TP273.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.083

摘要

氢化物气相外延(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)工艺的关键是确保加热炉的温场恒定和高精度控制.由于HVPE生长设备温度控制过程涉及多个加热温区,以及温度测量元件和电阻加热炉温度传导引起的延迟,其温度控制存在超调过大、控制精度低和调节时间过长等问题.为实现HVPE生长设备反应室内温度的精准调控,将模糊逻辑应用到PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)控制中,设计系统各温区的模糊自适应整定PID控制器.依据实际设备与相应技术要求,设计研发了一套基于PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)、温度控制电路以及模糊自适应整定PID控制的HVPE生长设备温度控制系统.Simulink仿真结果与实测结果表明,模糊自适应整定PID控制器可以应用于HVPE生长设备的温度控制系统,且控制效果较好.研究表明,所设计的温度控制算法与温度控制系统能够很好地满足GaN材料生长的工艺要求,具有一定的实用价值.