【摘要】：無味變換(Unscented Transformation, UT)是一種為了解決系統(tǒng)非線性問題而提出的,利用統(tǒng)計學原理來對過程的后驗概率分布狀態(tài)進行精確估計的算法。結合卡爾曼濾波技術形成的無味卡爾曼濾波技術(Unscented Kalman Filtering, UKF)可以廣泛應用于非線性系統(tǒng)的信號處理、狀態(tài)估計、濾波等領域,并且有非常好的表現(xiàn)。本文的研究對象是一個復雜的切克勞斯基法單晶硅生產(chǎn)過程,主要研究內(nèi)容是提高單晶硅直徑控制的精度。在控制工程中,狀態(tài)反饋控制的性能優(yōu)于輸出反饋控制。對于具有高度非線性的受控對象,當其狀態(tài)量具有較強的隨機特性時,基于無味變換(Unscented Transformation, UT)的卡爾曼濾波(Unscented Kalman Filtering, UKF)比傳統(tǒng)的擴展卡爾曼濾波具有更好的狀態(tài)估計性能。本文將無味卡爾曼濾波技術應用于直拉法單晶生產(chǎn)過程(Czochralski process)中固液汽三相交界處表面張力層的高度估計,此狀態(tài)用于反饋控制可顯著提高晶體直徑的控制精度,由此推算出的單晶硅棒生長速度對熱場溫度的調(diào)整也能起到指導作用。然而單晶硅結晶過程的動態(tài)模型中各個狀態(tài)量與晶體直徑之間的非線性關系復雜,晶體直徑的測量噪聲幅度也比較大,通過本文設計并實現(xiàn)的UKF解決了這些問題。本文最后一章的研究結果表明,UKF比EKF更加適用于非線性系統(tǒng)的信號處理、狀態(tài)估計、濾波等。本文同樣介紹了幾種不同的無味卡爾曼濾波衍生形式,并且通過比較具體實驗中不同形式卡爾曼濾波器的狀態(tài)估計效果,展示了不同σ點集的選取規(guī)則與對濾波器性能的影響。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.12
【圖文】：

值進行閉環(huán)調(diào)節(jié)的，所Ｗ直徑的變化又會反過來影響拉速的變化。因此我們可Ｗ逡逑看出在控制系統(tǒng)中，液面溫度、拉速和晶體直徑是相互影響的，各變量之間的關逡逑系如圖２－１所亦：逡逑}阱澹苠義

本文編號：2760895