题目：半导体单晶硅炉晶体生长的模糊PID控制

半导体直拉单晶硅炉是以直拉法从熔化的多晶硅熔液中生长硅单晶的电子专用设备。晶体生长控制器是直拉单晶硅炉自动控制的核心，单晶炉的晶体生长控制系统是一个参数非线性和时变的复杂系统，晶体生长过程受热场温度、提拉速度、转速、坩埚跟踪速度与转速、保护气体的流速与冷却水温度等因素的影响，因而很难建立起晶体生长过程的准确数学模型。 本文在分析和总结单晶硅炉晶体生长过程的特性后，针对晶体生长过程中难以建立准确数学模型这一特点采用模糊PID控制算法，在系统偏差较大时，侧重于模糊控制，提高系统的响应,在系统偏差较小时则侧重于常规PID 控制。利用模糊控制思想实现了对PID控制参数的修改，使得PID控制作用可依据不同的偏差情况及控制周期做相应的调整，实现对晶体生长的合理控制和调节。 本文所设计的晶体生长控制系统硬件上采用研华PPC-153工业计算机，配备A/D及D/A采集板；软件采用C语言进行编程。通过现场的实际应用，所拉制的单晶直径误差在±1mm，达到了国外的控制水平。拉制的单晶表明采用模糊PID控制算法设计晶体生长控制系统是成功的，极大地提高了国内单晶硅炉的自动化控制水平。