石墨烯CVD生長系統(tǒng)設計及控制方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、由于石墨烯在導電性能、機械強度和透光性等方面的優(yōu)良性能,近幾年掀起了一股石墨烯的研究熱潮。目前,制備石墨烯的方法主要有微機械剝離、化學氣相沉積法和外延法等。其中,化學氣相沉積法(CVD)可以制備出單層、高質(zhì)量、大面積的石墨烯,是目前制備石墨烯最有效、也是最具研究價值的方法。
  本文根據(jù)化學氣相沉積法制備石墨烯的工藝流程和要求,完成了石墨烯 CVD生長系統(tǒng)的設計,壓力控制系統(tǒng)模型的建立以及壓力控制方法的研究。
  首先,從硬

2、件和軟件兩方面論述了石墨烯 CVD生長系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。選擇西門子 PLC-300作為下位機控制器;使用 WinCC6.0組態(tài)軟件實現(xiàn)上位機監(jiān)控界面;利用通信技術實現(xiàn)上位計算機與下位機 PLC以及現(xiàn)場智能儀器儀表的連接通信,從而實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的監(jiān)控。
  其次,在明確石墨烯 CVD壓力控制系統(tǒng)特點的基礎上,對該系統(tǒng)進行了大量的階躍響應實驗,并測得了大量輸入、輸出數(shù)據(jù)。通過對系統(tǒng)階躍響應曲線的分析確定了該壓力系統(tǒng)的模型結構。應用

3、傳統(tǒng)辨識方法中的計算法和現(xiàn)代辨識理論中的最小二乘辨識方法,進行了模型參數(shù)估計,從而建立了該壓力系統(tǒng)的數(shù)學模型,并用曲線擬合方法驗證了模型的準確性。
  最后,對石墨烯生長過程中最重要被控量—壓力的控制方法進行了大量的研究。在 MATLAB SIMULINK仿真環(huán)境中使用常規(guī) PID、模糊 PID參數(shù)自整定、神經(jīng)元自適應 PID三種控制方法對壓力控制子系統(tǒng)進行了仿真研究,對比分析了各種控制方法的控制效果,研究結果表明神經(jīng)元自適應 P

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