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龍圖騰網(wǎng)恭喜華東交通大學(xué);晶科能源股份有限公司申請的專利一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119440149B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-04發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510038407.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D27/02；該發(fā)明授權(quán)一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法是由陳齊平;蔡元昊;丁俊嶺;戴健;歐子楊;林瑤;任倩倩;呂宗宇;吳昊;艾田付;梁成成設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-01-10向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法，包括：建立晶體生長速度和冷卻水系統(tǒng)能耗的多目標(biāo)函數(shù)；基于非支配排序遺傳算法對多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到目標(biāo)爐內(nèi)溫度和目標(biāo)冷卻水流速；采用模糊控制理論建立溫度和流速調(diào)節(jié)的模糊控制器，通過模糊控制器輸出溫度調(diào)節(jié)系數(shù)和流速調(diào)節(jié)系數(shù)；風(fēng)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)系數(shù)對冷卻器進(jìn)行溫度控制，電機(jī)根據(jù)流速調(diào)節(jié)系數(shù)對泵進(jìn)行流速控制。本發(fā)明能夠降低冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的能耗，提升控制精度。

本發(fā)明授權(quán)一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述多單晶爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括多個(gè)單晶爐，任一單晶爐的進(jìn)水口通過泵與冷卻器連接，冷卻器通過節(jié)流閥與工藝水池連接，冷卻器通過風(fēng)機(jī)控制溫度，泵通過電機(jī)控制流速，任一單晶爐的出水口通過開關(guān)閥與工藝水池連接，在任一單晶爐與工藝水池的循環(huán)管路上均設(shè)有傳感器模塊，傳感器模塊用于檢測參數(shù)信息，傳感器模塊包括溫度傳感器和流速傳感器，溫度傳感器用于檢測冷卻水入口溫度和冷卻水出口溫度，流速傳感器用于檢測冷卻水流速；所述控制方法包括以下步驟：步驟S1，基于傳感器模塊得到的參數(shù)信息，建立晶體生長速度和冷卻水系統(tǒng)能耗的多目標(biāo)函數(shù)；步驟S2，基于非支配排序遺傳算法對多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到目標(biāo)爐內(nèi)溫度和目標(biāo)冷卻水流速；步驟S3，根據(jù)目標(biāo)爐內(nèi)溫度，計(jì)算單晶爐的冷卻水入口溫度與目標(biāo)爐內(nèi)的第一溫度誤差值、以及冷卻水出口溫度與目標(biāo)爐內(nèi)溫度的第二溫度誤差值，根據(jù)目標(biāo)冷卻水流速，計(jì)算單晶爐的實(shí)際冷卻水流速與目標(biāo)冷卻水流速的流速誤差值，基于第一溫度誤差值、第二溫度誤差值和流速誤差值，采用模糊控制理論建立溫度和流速調(diào)節(jié)的模糊控制器，通過模糊控制器輸出溫度調(diào)節(jié)系數(shù)和流速調(diào)節(jié)系數(shù)；步驟S4，風(fēng)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)系數(shù)對冷卻器進(jìn)行溫度控制，電機(jī)根據(jù)流速調(diào)節(jié)系數(shù)對泵進(jìn)行流速控制；步驟S1具體包括：對于多個(gè)單晶爐中的第一個(gè)單晶爐，建立晶體生長速度與爐內(nèi)溫度的數(shù)學(xué)模型，表達(dá)式如下： ； ；其中，V表示晶體生長速度，A為晶體結(jié)構(gòu)系數(shù)，表示與晶體生長機(jī)制相關(guān)的活化能，R為氣體常數(shù)，T為爐內(nèi)溫度，e為自然對數(shù)的底數(shù)，f表示爐內(nèi)溫度函數(shù)，Tin1為第一個(gè)單晶爐的冷卻水入口溫度，Tout1為第一個(gè)單晶爐的冷卻水出口溫度，Vw1為第一個(gè)單晶爐的實(shí)際冷卻水流速；確定第一個(gè)單晶爐中冷卻水部分的能耗Qw，表達(dá)式為： ；其中，為數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔，為第一個(gè)單晶爐的冷卻水入口溫度對應(yīng)的比熱容，為環(huán)境溫度，為環(huán)境溫度下冷卻水的比熱容；建立晶體生長速度和冷卻水系統(tǒng)能耗的多目標(biāo)函數(shù)J，表達(dá)式為： ；其中，max表示取最大值函數(shù)，min表示取最小值函數(shù)；步驟S2具體包括：采用專家打分法得到多目標(biāo)函數(shù)中優(yōu)化目標(biāo)的主觀權(quán)重Rn，表達(dá)式為： ；其中，為第個(gè)專家對第n個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的打分值，為第個(gè)專家的權(quán)威系數(shù)；確定評估指標(biāo)矩陣Z，表達(dá)式為： ；其中，為評估指標(biāo)矩陣中第m行、第n列的元素，t表示得到的Pareto最優(yōu)解個(gè)數(shù)，；對評估指標(biāo)矩陣Z中的各個(gè)元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，表達(dá)式如下： ；其中，表示標(biāo)準(zhǔn)化處理后的評估指標(biāo)矩陣中第m行、第n列的元素，為每列元素的最大值；采用C-OWA算子計(jì)算多目標(biāo)函數(shù)中優(yōu)化目標(biāo)的客觀權(quán)重En，表達(dá)式為： ； ；其中，為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的客觀權(quán)重，表示從t-1個(gè)元素中任意抽取m-1個(gè)元素的組合數(shù)；根據(jù)主觀權(quán)重Rn和客觀權(quán)重En得到綜合權(quán)重Kn，表達(dá)式為： K n=h1Rn+h2En；其中，h1和h2為線性組合系數(shù)；對評估指標(biāo)矩陣Z的各個(gè)元素進(jìn)行賦權(quán)，得到賦權(quán)矩陣P，表達(dá)式如下： ； ；其中，為賦權(quán)矩陣中第m行、第n列的元素；將賦權(quán)矩陣P中每列最小元素作為最優(yōu)解，最大元素作為最劣解，以形成Pareto最優(yōu)解集合，表達(dá)式如下： ；其中，p1n為賦權(quán)矩陣中第1行、第n列的元素，p2n為賦權(quán)矩陣中第2行、第n列的元素；遍歷Pareto最優(yōu)解集合，通過計(jì)算賦權(quán)矩陣中各元素與最優(yōu)解和最劣解之間的距離，得到目標(biāo)爐內(nèi)溫度和目標(biāo)冷卻水流速；通過計(jì)算賦權(quán)矩陣中各元素與最優(yōu)解和最劣解之間的距離，得到目標(biāo)爐內(nèi)溫度和目標(biāo)冷卻水流速，具體包括：采用下式計(jì)算賦權(quán)矩陣中各元素與最優(yōu)解和最劣解之間的距離： 其中，表示pmn與最優(yōu)解之間的距離，表示pmn與最劣解之間的距離；計(jì)算出Pareto最優(yōu)解集合中各個(gè)最優(yōu)解的接近指數(shù)Rm，表達(dá)式如下： ；將接近指數(shù)Rm最大的最優(yōu)解作為多目標(biāo)函數(shù)的最終求解結(jié)果，從最終求解結(jié)果中得出第一個(gè)單晶爐的目標(biāo)爐內(nèi)溫度Tt1和目標(biāo)冷卻水流速Vtw1；步驟S3具體包括：對于第一個(gè)單晶爐，計(jì)算第一個(gè)單晶爐的冷卻水入口溫度與目標(biāo)爐內(nèi)的第一溫度誤差值、以及冷卻水出口溫度與目標(biāo)爐內(nèi)溫度的第二溫度誤差值，并根據(jù)第一溫度誤差值和第二溫度誤差值得到第一個(gè)單晶爐的溫度誤差值，表達(dá)式如下： ； ； ；計(jì)算第一個(gè)單晶爐的實(shí)際冷卻水流速與目標(biāo)冷卻水流速的流速誤差值，表達(dá)式為： ；設(shè)計(jì)的模糊規(guī)則表，將和作為輸入，將溫度調(diào)節(jié)系數(shù)KT和流速調(diào)節(jié)系數(shù)KV作為輸出，采用Mamdani模糊推理方法，使用五個(gè)語言變量描述，五個(gè)語言變量分別為：負(fù)大、負(fù)小、零、正小、正大，隸屬度函數(shù)選擇三角函數(shù)，采用重心法去模糊化，最后將模糊推理結(jié)果轉(zhuǎn)換為溫度調(diào)節(jié)系數(shù)KT和流速調(diào)節(jié)系數(shù)KV；步驟S3滿足以下條件式： ；其中，為模糊控制器的輸出控制量，輸出控制量包括溫度調(diào)節(jié)系數(shù)KT和流速調(diào)節(jié)系數(shù)KV；為根據(jù)模糊規(guī)則表生成的模糊集的中心，為模糊規(guī)則k對應(yīng)的隸屬度函數(shù)下的面積，h為輸出變量的個(gè)數(shù)。

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