單晶生長提拉速度控制系統(tǒng)設(shè)計
Design of Pulling the Crystal Growth Speed Control System

2.9萬字 60頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要

晶體生長過程的關(guān)鍵控制技術(shù)以晶體生長運動裝置低速控制、基于生長模型的等徑控制和晶體生長系統(tǒng)可視化等技術(shù)最為重要。成份均勻、結(jié)構(gòu)完整、缺陷少的高質(zhì)量晶體生長主要受到生長控制技術(shù)和設(shè)備穩(wěn)定精確運行等條件的制約，等徑控制精度決定著晶體生長的成敗；低速運動的速度穩(wěn)定性和速度跟蹤精度主要受摩擦力矩、電機波動力矩等因素影響，高精度且穩(wěn)定的晶體生長運動裝置低速控制技術(shù)是等徑生長的保障；晶體生長過程工藝參數(shù)復雜、可重復性差，摸索最佳的生長工藝參數(shù)周期長，費用高。
依據(jù)晶體生長的工藝要求，完成了低速運動裝置的系統(tǒng)設(shè)計，針對裝置低速運行時摩擦轉(zhuǎn)矩的不確定性帶來的速度不穩(wěn)定問題，采用具有預緊力的精密滾珠絲桿副和導軌副；通過負載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量的計算，合理選擇伺服電機，速度控制回路采用變增益的控制方案以抵消各種干擾因素。
在分析了上稱重法自動直徑控制技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)上，研究了上稱重法自動直徑控制的機械結(jié)構(gòu)、電氣控制、系統(tǒng)標定等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了晶體瞬時生長速率精確而平穩(wěn)的自動控制，解決了晶體生長中自動直徑控制的難題。
超低速控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計方案確保了提拉裝置的速度跟蹤精度，提拉裝置實時運行數(shù)據(jù)表明，速度跟蹤誤差小于1％，性能滿足生產(chǎn)要求；該上稱重法自動直徑控制系統(tǒng)能夠大大減少晶體在直徑方向上的波動，波動偏差小于O.5mm，直徑誤差在±1％以內(nèi)，提高了晶體的內(nèi)在品質(zhì)及晶體生長設(shè)備的自動化水平；晶體生長系統(tǒng)可視化研究在一定程度上解決了晶體生長的工藝試驗難題，生長過程數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了晶體生長過程的復現(xiàn)，數(shù)據(jù)表明晶體生長穩(wěn)定。


關(guān)鍵詞：晶體生長，自動直徑控制，上稱重法，提拉裝置