生長氮化鎵薄膜的智能高精度溫度控制器的研究.pdf

1、氮化鎵(GaN)材料已成為寬帶隙半導體材料中一顆璀璨的明珠，它的研究與應用是現今全球半導體研究的前沿和熱點。目前，金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)是制備GaN薄膜最為廣泛的工藝。
　　溫度是MOCVD系統中材料生長的一個至關重要的影響因素。本文具體研究了氮化鎵薄膜生長中溫度控制系統部分。被控對象是一個具有非線性、大慣性、純滯后、多變量、時變參數的復雜溫度系統，工作機理復雜。為了達到較高的控制精度，本文設計建立了一種基于模糊規(guī)則

2、切換的比例-模糊-PID(P-Fuzzy-PID)復合溫度控制系統，用不同控制方式分段實現控制。這種分段控制算法綜合了P、Fuzzy、PID三種控制的長處。通過PID線性控制器、模糊控制器和P控制器的并行結合,實現了三種控制器的優(yōu)勢互補，控制性能明顯改進。當溫度偏差很大時，用比例控制，以提高系統的響應速度，加快響應過程；當溫度偏差較大時，切換到模糊控制，以提高系統的阻尼性能，減小響應過程中的超調；當溫度偏差較小時，采用PID線性控制，使

3、其靜態(tài)性能良好,滿足系統精度要求。
　　采用模糊推理完成比例、模糊和PID控制器之間的“無擾切換”，克服了常規(guī)閾值切換存在擾動的問題，保證了三種控制的平穩(wěn)過渡。
　　在模糊控制器的參數整定上,借助于模糊傳遞函數的定義,建立了模糊控制器比例因子與PID線性控制器整定參數的近似對應關系,于是模糊控制器的最佳參數便可通過較少的試湊被整定出來,簡化了模糊控制器的設計。采用遺傳算法對PID控制器的三個系數進行整定，它是一種不需要任何初