基于模糊控制的HVPE生长设备温度控制系统

作者：王超; 孙文旭; 马晓静; 陈纪旸; 栾义忠; 马思乐^*

来源：工程设计学报, 2020, 27(06): 765-770.

• 氢化物气相外延
• 温度控制
• PLC
• 模糊PID
• MATLAB仿真

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。

• 单位
  山东大学