پیاده سازی یک کنترل کننده ساده دما با کوپلینگ کامپوننت
هنگام حل یک مشکل پردازش حرارتی، مانند گرمایش یا سرمایش یک قطعه، مطلوب است که گرمایش یا سرمایش را بر اساس راه حل محاسبه شده تغییر دهید. یعنی ممکن است بخواهیم یک حلقه بازخورد را در مدل خود قرار دهیم. در این مقاله، ما یک حلقه بازخورد با استفاده از کوپلینگ مولفه برای روشن یا خاموش کردن بار گرمایی بسته به دمای قطعه ای که گرم می شود، راه اندازی می کنیم.
سناریو: گرمایش لیزری یک ویفر سیلیکونی
ما به نمونهای در کتابخانه مدل Multiphysics COMSOL نگاه خواهیم کرد، گرمایش لیزری یک ویفر سیلیکونی (همچنین میتوانید آن را از گالری مدل دانلود کنید ).
در این مثال، یک منبع حرارت لیزری به عنوان یک منبع گرمای توزیع شده در فضایی مدلسازی میشود، که در سراسر سطح ویفر به جلو و عقب حرکت میکند، زیرا ویفر در حال چرخش در مرحله خود است. منبع گرما، بار حرارتی متغیر مکانی است و ویفر از طریق تشعشع به اطراف خنک می شود. این مدل افزایش دمای ویفر را محاسبه میکند و از کوپلینگهای جزء برای نظارت بر دمای حداقل، حداکثر و متوسط ویفر استفاده میکند. رابط این کوپلینگ های مؤلفه و نتایج در زیر نشان داده شده است.
رابط برای کوپلینگ حداقل اجزا.
حداکثر، متوسط و حداقل دمای ویفر در طول زمان.
پیاده سازی کنترل کننده دما
در مدل موجود، ویفر به طور مداوم گرم می شود، اما اکنون بیایید سعی کنیم لیزر را بسته به دما روشن یا خاموش کنیم.
ما یک کنترل بازخورد را بر اساس حداقل دمای ویفر اجرا خواهیم کرد. می خواهیم به طور مداوم گرما را اعمال کنیم تا حداقل دما به بالای 100 درجه سانتیگراد برسد و سپس بار حرارتی را خاموش کنیم. به محض اینکه حداقل دما به زیر 100 درجه سانتیگراد رسید، می خواهیم لیزر را دوباره روشن کنیم. این یک طرح کنترلی بسیار ساده است که اغلب به آن کنترلر بنگ-بنگ می گویند . همانطور که در این مثال کنترل کننده PID نشان داده شده است، سیستم های کنترل دیگر، مانند انتگرال-دیفرانسیلی (PID) را می توان در نرم افزار COMSOL پیاده سازی کرد .
برای پیاده سازی کنترلر بنگ-بنگ، ما به سادگی از نام جفت مولفه در بیان بار حرارتی استفاده می کنیم. شرط بولی، (minopt1(T) < 100[degC])، اگر شرط درست باشد، به 1 و در غیر این صورت 0 ارزیابی می شود. تلورانس نسبی حلگر وابسته به زمان محکم تر از پیش فرض روی 1e-4 تنظیم شده است تا شرایط سوئیچینگ را به درستی حل کند. رابط کاربری و نتایج در زیر نشان داده شده است.
شار حرارتی اعمال شده بر اساس حداقل دمای ویفر 100 درجه سانتی گراد روشن یا خاموش می شود. گسیل*hf(x,y,t) اصطلاحی است برای شار حرارتی اعمال شده از طریق گرمایش لیزر.
نتایج کنترل دما را در طول زمان نشان می دهد.
وضعیت منبع حرارت لیزر.
نتایجی که اظهار شده
با یک اصلاح بسیار ساده در منبع گرما، و استفاده از کوپلینگ کامپوننت حداقل، ما یک کنترل کننده دمای ساده را در شبیه سازی فرآیند حرارتی خود پیاده سازی کرده ایم. اگرچه میتوانیم سیستم کنترل را با توجه به میانگین یا حداکثر دما نیز اجرا کنیم، انجام این کار منجر به تغییر سریع منبع گرما میشود. در چنین شرایطی، سایر طرح های کنترلی پیچیده تر انگیزه می گیرند. مزیت تکنیک نشان داده شده در اینجا، سادگی اجرای آن است.
البته، کارهای بیشتری وجود دارد که می توانید با این کوپلینگ های مؤلفه انجام دهید، به عنوان مثال، اگر می خواهید کنترل کننده را با توجه به دما در یک تنظیم کنید، سعی کنید تکنیک نشان داده شده در اینجا را با کوپلینگ نشان داده شده در پست وبلاگ همکارم Chandan ترکیب کنید . نقطه روی ویفر
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید