CN114046669B - 一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统，所述方法包括：根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数；获得第一粒径特征信息；将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息；依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势；判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；若满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。解决了现有技术中存在未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加的技术问题。

Description

一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统

技术领域

本发明涉及晶体加热炉电源控制相关领域，尤其涉及一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统。

背景技术

目前，晶体材料在电子应用、航天、光学等领域越来越广泛，从而使得市场需求也对应增加，并对晶体材料的加工质量提出了更高的要求，目前晶体的生产多通过晶体炉和一系列加工控制获得，因此，如何对晶体炉加工进行调控，以增加晶体材料加工质量成为目前主要的研究方向。

晶体炉是一种制造设备，晶体炉内的温度变化直接影响到晶体的长与生长成的晶体质量，目前晶体生长电源控制方法都是PID控制电源的输出电压及电流值，保证晶体炉的温度。

但本申请在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有技术中存在未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本申请实施例的目的是，通过提供一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统，解决了现有技术中现有技术中存在未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加的技术问题，达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

一方面，本申请实施例提供一种晶体生长电源参数的自适应调控方法，所述方法应用于一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括：根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

另一方面，本申请还提供了一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，所述系统包括：第一获得单元，所述第一获得单元用于根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；第二获得单元，所述第二获得单元用于获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；第一输入单元，所述第一输入单元用于将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；第一排序单元，所述第一排序单元用于依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；第三获得单元，所述第三获得单元用于根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；第一控制单元，所述第一控制单元用于若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

第三方面，本申请实施例提供了一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了根据所述第一晶体生长的电源系统，获取电压幅值、电流幅值以及脉冲频率，再对烧结晶体材料时的实时特征信息进行数据采集，获得第一粒径特征信息，进一步的，将所述第一粒径特征信息和采集到的第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型进行马尔可夫预测，从而获得第一粒径变化趋势信息，即多组一一对应的粒径变化趋势和对应的趋势变化概率，再对所述趋势变化概率进行排序，选取排序结果中粒径变化趋势概率最大的对应的趋势，从而针对于获得的第一已经变化趋势进行判断，再根据判断结果控制晶体生长电源输出电压幅值、电流幅值和脉冲频率。达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所做的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的流程示意图。

图2为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的第一趋势变化概率判断的流程示意图。

图3为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的一次电源控制参数调整的流程示意图。

图4为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的二次电源控制参数调整的流程示意图。

图5为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的生成所述粒径变化趋势预测模型的流程示意图。

图6为本申请实施例一种晶体生长电源参数的自适应调控系统的结构示意图。

图7为本申请实施例示例性电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种晶体生长电源参数的自适应调控方法及系统，解决了现有技术中存在未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加的技术问题，达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

下面，将参考附图详细的描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

目前晶体生长电源控制方法都是PID控制电源的输出电压及电流值，保证晶体炉的温度保持在预设的阈值之内，不同阶段的输出电压及电流值不同，但是并未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加（晶粒结构）。拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性。

针对上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：

本申请实施例提供一种晶体生长电源参数的自适应调控方法，所述方法应用于一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括：根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

如图1所示，本申请实施例提供了一种晶体生长电源参数的自适应调控方法，述方法应用于一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，所述方法包括：

步骤S100：根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；

具体而言，所述第一晶体生长电源为制造晶体的晶体炉控制电源，由于晶体的制造一般需要对电源的参数进行控制，且电源是向晶体炉提供功率的装置，直接影响晶体炉的工作质量，因此，通过实时获得第一电压幅值、第一电流幅值以及第一脉冲频率，一般而言，晶体炉的进行熔料阶段，加热电源采用周期脉冲的方式，因此，通过提取周期的电压脉冲幅值和电流脉冲幅值，以及脉冲频率的方式实现电源控制参数的采集。

步骤S200：获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；

进一步的，本申请实施例步骤S200还包括：

步骤S210：通过图像采集装置对所述烧结材料进行多角度的图像采集，获得第一图像集合；

步骤S220：对所述第一图像集合进行卷积特征提取，获得第一粒径大小特征和第一粒径密度特征；

步骤S230：将所述第一粒径大小特征和所述第一粒径密度特征添加进所述第一粒径特征信息。

具体而言，所述第一粒径特征信息为投入晶体炉中的单晶颗粒直径大小、分布均匀度、排列状态层、层间距等特征信息，由于晶体投入晶体炉生长的过程中，不同的时间段，具有特定的粒径特征，即同一时间节点下所述第一控制参数与所述第一粒径特征信息相对应。

进一步的，所述图像采集装置为在晶体炉内壁嵌入耐高温的图像采集装置，所述图像采集装置包括一智能摄像头和数据传输单元，所述数据传输单元用于对采集的多角度图像信息就传输，且所述图像采集装置还连接数据处理单元，根据所述数据处理单元从而能够对传输的多角度图像采进行图像卷积特征提取，以获得所述第一粒径大小特征和所述第一粒径密度特征，进而获得所述第一粒径特征信息。

步骤S300：将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；

具体而言，所述粒径变化趋势预测模型为马尔科夫预测模型，根据马尔科夫预测模型能够对目前最近现有状态的信息对之后晶体在晶体炉的生长形态进行预测，并根据输出的信息形成双数据序列构成的链式数学模型，其中双数据序列为所述粒径变化趋势形成的第一数据序列和所述趋势变化概率形成的第二数据序列，当所述趋势变化概率达到预设期望概率时结束预测，实现信息的输出。

通过对晶体炉中的加热电源控制参数，即电压幅值、电流幅值以及脉冲频率等数据进行控制，以获得与多个时间节点的所述粒径特征信息对应的温度数据集，将对应的温度数据集作为所述第一温度信息，再将所述第一粒径特征信息和所述第一温度信息构建获得的信息映射表进行马尔科夫预测，从而对应预测晶体在每个状态下的粒径变化趋势，以及对应的趋势变化概率，形成双数据序列构成的链式数学模型，其中，所述粒径变化趋势为晶体在晶体炉的生长形态变化趋势；所述趋势变化概率为晶体达到每一个粒径变化趋势的可实现概率。由于马尔科夫的过程是一个无记忆的随机过程，因此，通过马尔科夫模型的链式预测，能够准确预测晶体生长炉中晶体的粒径变化状态，为提供自适应电源调整提供基础决策数据。

步骤S400：依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；

步骤S500根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；

具体而言，所述预设排序规则为提前设置的排序方式，比如由大到小或者由小到大的排列规则，从而获得所述第一排序结果，并进一步的从排序结果中获得其中趋势变化概率最大粒径变化趋势，即所述第一粒径变化趋势。举例来说，当所述预设排序规则为由小到大的排序方式时，对上一实施例步骤输出的所有趋势变化概率，按照由小到大的排序方式进行排序，从而获得排序后的序列末尾位置所对应的粒径变化趋势。

由于晶体在炉内是各向异性，所以不同位置对于温度具有不同的变化趋势，所以其实这个概率最大的趋势值也是多个位置的变化趋势耦合结果，即通过对所有的趋势变化概率进行最大概率寻优，提高自适应调整的自适应使用性能。

步骤S600：判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；

步骤S700：若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

具体而言，所述预设粒径变化趋势为期望的晶体生长形态，即生长形态满足目前晶体所需的制造要求，换句话说，基于工艺设计原料信息或需求粒径体积信息，构建所述预设粒径变化趋势的目标值，再判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势，若满足，控制所述第一晶体生长的电源系统输出所述第一趋势变化概率对应温度下的电压幅值、电流幅值和脉冲频率控制参数。

基于晶体炉和炉内温度具有较大影响，当晶体处于不同位置都趋向于预设粒径分布均匀度时满足生长状态需求，从而生成第一输出指令，将所述第一粒径变化趋势的所对应的温度作为电源控制目标，输出电源的控制的电压幅值、电流幅值，以及脉冲频率作为变量进行分析，从而输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率，达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

进一步的，如图2所示，所述若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势之后，本申请实施例步骤S700还包括：

步骤S710：根据所述第一粒径变化趋势在所述第一排序结果中匹配趋势变化概率，获得第一趋势变化概率；

步骤S720：判断所述第一趋势变化概率是否满足趋势变化概率阈值；

步骤S730：若是所述第一趋势变化概率满足所述趋势变化概率阈值，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

具体而言，所述第一粒径变化趋势为所述第一排序结果中趋势变化概率最大的数据，从而获得所述第一粒径变化趋势对应的第一趋势变化概率，且所述第一粒径变化趋势和所述第一趋势变化概率相对应，进一步的，所述趋势变化概率阈值为预设概率值，可以根据实际晶体制造的自定义设置，由于晶体炉中的晶体生长变化还会被其他影响因素影响，从而发生变化，因此，通过确定一个目标阈值P，并在所述目标值上增加等大小的正向和负向的误差阈值

，进而获得所述趋势变化概率阈值

。当所述第一趋势变化概率满足所述趋势变化概率阈值，即满足晶体烧结条件，从而控制电源参数输出对应温度下的电压幅值、电流幅值，以及脉冲频率，达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整的技术效果。

进一步的，本申请实施例步骤S600还包括：

步骤S610：若是所述第一粒径变化趋势不满足所述预设粒径变化趋势，获得第一适应函数，其中，所述第一适应函数表征温度-变化趋势的映射关系；

步骤S620：将所述预设粒径变化趋势输入所述第一适应函数，获得第一适应温度；

步骤S630：根据所述第一适应温度，对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整，获得第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率。

具体而言，若所述第一粒径变化趋势不满足所述预设粒径变化趋势，表示目前晶体在晶体炉中按照所述第一粒径变化趋势变化至烧结完毕，无法满足晶体生长需求，因此，通过将温度和变化趋势作为变量，构建表征温度-变化趋势映射关系的适应函数，其中，所述适应函数为一种寻优过程，能够将所述预设粒径变化趋势作为适应度目标，进行适应温度的响应输出，以达到智能化调节电源控制参数的技术效果。

进一步的，所述第一适应函数由目标函数变化而成，

，其中，

为影响系数；

为

，以此类推，由于不同温度下，对应的烧结材料具有预设烧结阶段，变化趋势方向不同用于对满足需求晶体生长状态的温度进行适应性的度量，进而能够根据所述第一适应函数，获得满足所述预设粒径变化趋势的输出温度，且由于所述第一适应函数中为映射关系，从而获得满足所述预设粒径变化趋势下的对应温度响应结果，即所述第一适应温度，进而基于所述第一适应温度，获得对应的电源控制参数，即所述第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率，换句话说，若是粒径变化趋势还没有达到预设的粒径大小和分布密度，表示原本系统的控制温度不是很适配，则需要对温度进行调整，选择符合预设变化趋势的最佳温度从而达到了基于适应函数的数据调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度。

进一步的，如图3所示，所述根据所述第一适应温度，对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整，获得第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率，本申请实施例步骤S630还包括：

步骤S631：根据所述第一适应温度和所述第一温度信息，生成第一温度调整区间，其中，所述第一温度调整区间包括第一温度差值；

步骤S632：当所述第一温度差值满足预设温度差值，对所述第一温度调整区间进行阶梯性区间划分，获得第一区间划分结果；

步骤S633：获得第一升温频率，其中，所述第一升温频率和所述第一区间划分结果一一对应；

步骤S634：根据所述第一区间划分结果和所述第一升温频率逐步对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整。

具体而言，所述第一适应温度为满足所述预设粒径变化趋势所对应的温度，所述第一温度为所述第一粒径变化趋势所对应的温度，由于在所述第一温度的条件下，晶体炉的烧结无法满足晶体制造的需求状态，因此，根据所述第一适应温度对电源参数进行调整，实现电源参数的灵活调整。

进一步的，实现温度的自适应调整，首先需要确定所述第一温度至所述第一适应温度的调整区间，进一步的，当调整区间的区间大小较大，需要将温度调整区间按照温度变化特征进行阶梯性划分，实现温度的逐渐升温或降温，防止出现由于温度的突然变化造成晶体烧制瑕疵和失败。还可以通过提前预设对当前烧结材料不会造成影响的温度变化频率，再针对温度调整区间中每个区间的温度大小进行升温频率的设置，比如，当升温的温度处于较小的数据时，频率可以适应性增加，以提高自适应温度调整的效率，当升温的温度输出较高的数据时，需要自适应性降低温度调整的频率，从而根据阶梯性划分区间，并根据烧结材料对于升温速率的敏感特征，实现电源参数控制的逐步自适应性调整。

进一步的，如图4所示，本申请实施例步骤S620还包括：

步骤S621：若是所述第一趋势变化概率不满足所述趋势变化概率阈值，将所述趋势变化概率设为第一修正参数；

步骤S622：根据所述第一修正参数对所述第一适应函数进行修正，获得第二适应函数，其中，所述第二适应函数表征温度-趋势变化概率的映射关系；

步骤S623：将所述趋势变化概率阈值输入所述第二适应函数，获得第二适应温度；

步骤S624：根据所述第二适应温度，对所述第二电压幅值、所述第二电流幅值、所述第二脉冲频率进行调整，获得第三电压幅值、第三电流幅值、第三脉冲频率。

具体而言，当所述第一趋势变化概率不满足所述趋势变化概率阈值，表示目前晶体生长满足需求烧结质量的概率较低，从而需要对所述第一趋势变化概率设为待修正参数，进一步的，基于温度-趋势变化概率构建适应函数，其中，基于温度与趋势变化概率映射关系的适应函数为第二适应函数，所述第二适应度函数通过如下公式表征：

,

为在

温度下的趋势变化概率，m为温度数量，从而根据

获得所述第二适应温度

。

在所述第一趋势变化概率不满足所述趋势变化概率阈值时，将所述趋势变化概率阈值作为目标数据实现所述第二适应函数的温度响应输出，进而在获得所述第二适应温度的基础上，实现电源控制参数的一次调整后的进一步调整，获得第三电压幅值、第三电流幅值、第三脉冲频率。

由于第一适应函数中满足预设粒径变化趋势的趋势值成为定值，且由所述第一趋势变化概率适应至所述趋势变化概率阈值中，其需要增加的概率区间一般为正向增加，而已知晶体烧结生长形态的主要变化趋势的前提下，其温度调节一般为微量值，因此，不需要进一步的设置阶梯调整区间。进而提高了电源输出参数控制的智能性。

进一步的，如图5所示，本申请实施例步骤S300还包括：

步骤S310：基于历史实验数据，获得所述烧结材料的多组粒径变化趋势信息；

步骤S320：通过所述多组粒径变化趋势信息和所述第一适应函数，构建状态转移概率矩阵框架；

步骤S330：基于所述第二适应函数遍历所述状态转移概率矩阵框架，生成状态转移概率矩阵，其中，所述多组粒径变化趋势对应的趋势变化概率总和为1；

步骤S340：通过所述状态转移概率矩阵，生成所述粒径变化趋势预测模型。

具体而言，通过对晶体材料的历史实验数据进行采集分析，从而获得多组粒径变化趋势信息，其中，所述多组粒径变化趋势信息所采集的实验数据需要具有完整性检验成功结果，以及特征性检验结果，从而提高多组粒径变化趋势信息的有效性，进而为提高粒径变化趋势预测模型的质量提供基础。

根据所述多组粒径变化趋势信息、所述第一适应函数、所述第二适应函数，构建所述状态转移概率矩阵，由于马尔科夫链模型的状态转移矩阵收敛到的稳定概率分布与我们的未调节的状态概率分布无关，所述第一适应函数用于根据粒径变化趋势实现自适应性激励调整，所述第二适应函数用于根据趋势变化概率实现自适应性激励调整，从而使得所述粒径变化趋势预测模型具有较高的智能灵活性调整效果。

进一步的，在状态转移概率矩阵中每个概率只表征某个温度下的已确定的变化趋势发生概率，只和前一个温度值相关，所以可以对未来某个温度下的发生概率做出预测，预见性的做出调整，因为不同温度的变化趋势可能不同，所以有的位置可能为空，空的位置概率为零，另一方面，其他类型的烧结晶体只需要改变训练数据即可构建对应的粒径变化趋势预测模型。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、由于采用了根据所述第一晶体生长的电源系统，获取电压幅值、电流幅值以及脉冲频率，再对烧结晶体材料时的实时特征信息进行数据采集，获得第一粒径特征信息，进一步的，将所述第一粒径特征信息和采集到的第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型进行马尔可夫预测，从而获得第一粒径变化趋势信息，即多组一一对应的粒径变化趋势和对应的趋势变化概率，再对所述趋势变化概率进行排序，选取排序结果中粒径变化趋势概率最大的对应的趋势，从而针对于获得的第一已经变化趋势进行判断，再根据判断结果控制晶体生长电源输出电压幅值、电流幅值和脉冲频率。达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

2、由于采用了从而根据阶梯性划分区间，并根据烧结材料对于升温速率的敏感特征，实现电源参数控制的逐步自适应性调整。

实施例二

基于与前述实施例中一种晶体生长电源参数的自适应调控方法同样发明构思，本发明还提供了一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，如图6所示，所述系统包括：

第一获得单元11，所述第一获得单元11用于根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；

第二获得单元12，所述第二获得单元12用于获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；

第一输入单元13，所述第一输入13单元用于将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；

第一排序单元14，所述第一排序单元14用于依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；

第三获得单元15，所述第三获得单元15用于根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；

第一判断单元16，所述第一判断单元16用于判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；

第一控制单元17，所述第一控制单元17用于若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

进一步的，所述系统还包括：

第四获得单元，所述第四获得单元用于根据所述第一粒径变化趋势在所述第一排序结果中匹配趋势变化概率，获得第一趋势变化概率；

第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述第一趋势变化概率是否满足趋势变化概率阈值；

第二控制单元，所述第二控制单元用于若是所述第一趋势变化概率满足所述趋势变化概率阈值，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

进一步的，所述系统还包括：

第五获得单元，所述第五获得单元用于若是所述第一粒径变化趋势不满足所述预设粒径变化趋势，获得第一适应函数，其中，所述第一适应函数表征温度-变化趋势的映射关系；

第二输入单元，所述第二输入单元用于将所述预设粒径变化趋势输入所述第一适应函数，获得第一适应温度；

第一调整单元，所述第一调整单元用于根据所述第一适应温度，对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整，获得第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率。

进一步的，所述系统还包括：

第一生成单元，所述第一生成单元用于根据所述第一适应温度和所述第一温度信息，生成第一温度调整区间，其中，所述第一温度调整区间包括第一温度差值；

第六获得单元，所述第六获得单元用于当所述第一温度差值满足预设温度差值，对所述第一温度调整区间进行阶梯性区间划分，获得第一区间划分结果；

第七获得单元，所述第七获得单元用于获得第一升温频率，其中，所述第一升温频率和所述第一区间划分结果一一对应；

第二调整单元，所述第二调整单元用于根据所述第一区间划分结果和所述第一升温频率逐步对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整。

进一步的，所述系统还包括：

第一设置单元，所述第一设置单元用于若是所述第一趋势变化概率不满足所述趋势变化概率阈值，将所述趋势变化概率设为第一修正参数；

第八获得单元，所述第八获得单元用于根据所述第一修正参数对所述第一适应函数进行修正，获得第二适应函数，其中，所述第二适应函数表征温度-趋势变化概率的映射关系；

第九获得单元，所述第九获得单元用于将所述趋势变化概率阈值输入所述第二适应函数，获得第二适应温度；

第三调整单元，所述第三调整单元用于根据所述第二适应温度，对所述第二电压幅值、所述第二电流幅值、所述第二脉冲频率进行调整，获得第三电压幅值、第三电流幅值、第三脉冲频率。

进一步的，所述系统还包括：

第十获得单元，所述第十获得单元用于基于历史实验数据，获得所述烧结材料的多组粒径变化趋势信息；

第一构建单元，所述第一构建单元用于通过所述多组粒径变化趋势信息和所述第一适应函数，构建状态转移概率矩阵框架；

第二生成单元，所述第二生成单元用于基于所述第二适应函数遍历所述状态转移概率矩阵框架，生成状态转移概率矩阵，其中，所述多组粒径变化趋势对应的趋势变化概率总和为1；

第三生成单元，所述第三生成单元用于通过所述状态转移概率矩阵，生成所述粒径变化趋势预测模型。

进一步的，所述系统还包括：

第十一获得单元，所述第十一获得单元用于通过图像采集装置对所述烧结材料进行多角度的图像采集，获得第一图像集合；

第十二获得单元，所述第十二获得单元用于对所述第一图像集合进行卷积特征提取，获得第一粒径大小特征和第一粒径密度特征；

第一添加单元，所述第一添加单元用于将所述第一粒径大小特征和所述第一粒径密度特征添加进所述第一粒径特征信息。

前述图1实施例一中的一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，通过前述对一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种晶体生长电源参数的自适应调控系统的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

实施例三

下面参考图7来描述本申请实施例的电子设备。

图7图示了根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。

基于与前述实例施中一种晶体生长电源参数的自适应调控方法的发明构思，本发明还提供一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述一种晶体生长电源参数的自适应调控系统的任一方法的步骤。

其中，在图7中，总线架构（用总线300来代表），总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口305在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他系统通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

本申请实施例提供一种晶体生长电源参数的自适应调控方法，所述方法应用于一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括：根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率；依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。解决了现有技术中存在未考虑到晶体本身状态变化及晶体炉内的温度差异性，导致灵活度较低，烧结失败的概率增加的技术问题，达到了拟提供结合晶体烧结实时状态对预设的输出参数进行动态调整，进而提高了电源输出参数控制的灵活度及智能性的技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例进行另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种晶体生长电源参数的自适应调控方法，其特征在于，所述方法应用于一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括：

根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；

获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；

将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率，所述粒径变化趋势预测模型为马尔科夫预测模型，所述粒径变化趋势为晶体在晶体炉的生长形态变化趋势；所述趋势变化概率为晶体达到每一个粒径变化趋势的可实现概率；

依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；

根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；

判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；

根据所述第一粒径变化趋势在所述第一排序结果中匹配趋势变化概率，获得第一趋势变化概率；

判断所述第一趋势变化概率是否满足趋势变化概率阈值；

若是所述第一趋势变化概率满足所述趋势变化概率阈值，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率；

若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若是所述第一粒径变化趋势不满足所述预设粒径变化趋势，获得第一适应函数，其中，所述第一适应函数表征温度-变化趋势的映射关系；

将所述预设粒径变化趋势输入所述第一适应函数，获得第一适应温度；

根据所述第一适应温度，对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整，获得第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一适应温度，对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整，获得第二电压幅值、第二电流幅值、第二脉冲频率，包括：

根据所述第一适应温度和所述第一温度信息，生成第一温度调整区间，其中，所述第一温度调整区间包括第一温度差值；

当所述第一温度差值满足预设温度差值，对所述第一温度调整区间进行阶梯性区间划分，获得第一区间划分结果；

获得第一升温频率，其中，所述第一升温频率和所述第一区间划分结果一一对应；

根据所述第一区间划分结果和所述第一升温频率逐步对所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率进行调整。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

若是所述第一趋势变化概率不满足所述趋势变化概率阈值，将所述趋势变化概率设为第一修正参数；

根据所述第一修正参数对所述第一适应函数进行修正，获得第二适应函数，其中，所述第二适应函数表征温度-趋势变化概率的映射关系；

将所述趋势变化概率阈值输入所述第二适应函数，获得第二适应温度；

根据所述第二适应温度，对所述第二电压幅值、所述第二电流幅值、所述第二脉冲频率进行调整，获得第三电压幅值、第三电流幅值、第三脉冲频率。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于历史实验数据，获得所述烧结材料的多组粒径变化趋势信息；

通过所述多组粒径变化趋势信息和所述第一适应函数，构建状态转移概率矩阵框架；

基于所述第二适应函数遍历所述状态转移概率矩阵框架，生成状态转移概率矩阵，其中，所述多组粒径变化趋势对应的趋势变化概率总和为1；

通过所述状态转移概率矩阵，生成所述粒径变化趋势预测模型。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过图像采集装置对所述烧结材料进行多角度的图像采集，获得第一图像集合；

对所述第一图像集合进行卷积特征提取，获得第一粒径大小特征和第一粒径密度特征；

将所述第一粒径大小特征和所述第一粒径密度特征添加进所述第一粒径特征信息。

7.一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获得单元，所述第一获得单元用于根据第一晶体生长电源，获得第一控制参数，其中，所述第一控制参数包括第一电压幅值、第一电流幅值、第一脉冲频率；

第二获得单元，所述第二获得单元用于获得第一粒径特征信息，其中，所述第一粒径特征信息为烧结材料的实时特征信息；

第一输入单元，所述第一输入单元用于将第一粒径特征信息和第一温度信息输入粒径变化趋势预测模型，获得第一粒径变化趋势信息，其中，所述第一粒径变化趋势信息包括多组一一对应的粒径变化趋势和趋势变化概率，所述粒径变化趋势预测模型为马尔科夫预测模型，所述粒径变化趋势为晶体在晶体炉的生长形态变化趋势；所述趋势变化概率为晶体达到每一个粒径变化趋势的可实现概率；

第一排序单元，所述第一排序单元用于依据预设排序规则对所述趋势变化概率进行排序，获得第一排序结果；

第三获得单元，所述第三获得单元用于根据第一排序结果，获得第一粒径变化趋势，其中，所述第一粒径变化趋势的趋势变化概率最大；

第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述第一粒径变化趋势是否满足预设粒径变化趋势；

第四获得单元，所述第四获得单元用于根据所述第一粒径变化趋势在所述第一排序结果中匹配趋势变化概率，获得第一趋势变化概率；

第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述第一趋势变化概率是否满足趋势变化概率阈值；

第二控制单元，所述第二控制单元用于若是所述第一趋势变化概率满足所述趋势变化概率阈值，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率；

第一控制单元，所述第一控制单元用于若所述第一粒径变化趋势满足所述预设粒径变化趋势，控制所述第一晶体生长电源输出所述第一电压幅值、所述第一电流幅值、所述第一脉冲频率。

8.一种晶体生长电源参数的自适应调控系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

Images