Automatyczny dobór parametrów modelu mes z wykorzystaniem regulatora typu P na przykładzie urządzenia do monokrystalizacji metodą VGF

• Autorzy: Czerwiński Michał , Wesołowski Marcin

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2023.12.3

Warianty tytułu

EN

Automatic selection of the FEM model parameters using the proportional controler in the VGF crystallization device

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zarówno komercyjne, jak i ogólnie dostępne środowiska do obliczeń polowych metodą elementów skończonych wymagają określenia wstępnych parametrów modelu, jak: wymiary geometryczne, dane materiałowe czy warunki brzegowe. Przeprowadzone na ich podstawie obliczenia numeryczne pozwalają na uzyskanie określonych wyników. W przypadku modeli cieplnych, których analiza może obejmować jedynie domenę termiczną, jak i pól sprzężonych, np. cieplnego i elektromagnetycznego zmiana wymuszenia skutkuje innym rozkładem temperatury, przy zachowaniu pozostałych parametrów. O ile w układach o pojedynczej pętli regulacyjnej dobór wartości wymuszenia łatwo przeprowadzić ręcznie, poprzez wprowadzenie kolejnych poprawek, to przy układzie wielopętlowym, gdzie zmiana wymuszenia jednej sekcji oddziałuje na sąsiednie jest to zagadnienie bardziej złożone. W niniejszym artykule przestawiono sposób wykorzystania algorytmu bazującego na regulatorze typu P do automatycznego doboru wymuszeń w celu uzyskania określonego profilu temperatury. Analizy były przeprowadzone w środowisku ANSYS [1] z wykorzystaniem języka APDL.

EN

Both commercial and generally available finite element field calculation environments require the determination of initial model parameters, such as: geometric dimensions, material data and boundary conditions. Numerical calculations carried out on their basis allow obtaining specific results. In the case of thermal models, the analysis of which can only cover the thermal domain and coupled fields, e.g. thermal and electromagnetic, a change in heat sources results in a different temperature distribution while maintaining the remaining parameters. While in systems with a single control loop it is easy to select the forcing value manually by making subsequent corrections, in the case of a multi-loop system, where changing the forcing of one section affects the neighboring ones, this is a more complex issue. This article presents the method of using an algorithm based on a P-type controller for automatic selection of forces in order to obtain a specific temperature profile. The analyzes were performed in the ANSYS [1] environment using the APDL language.

Słowa kluczowe

PL

metoda VGF; modelowanie; dobór nastaw regulatora

EN

VGF method; modeling; selection of P-type controllers parameters

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 64, Nr 12
• Strony: 22--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czerwiński Michał

• Sieć Badawcza Łukasiewicza - Instytut Tele-i Radiotechniczny

autor

Wesołowski Marcin

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki

Bibliografia

• [1] www.ansys.com.
• [2] G. Müller, J. Friedrich, Crystal Growth, Bulk: Methods, Encyclopedia of Condensed Matter Physics, Elsevier, 2005, Pages 262-274, ISBN 9780123694010, https://doi.org/10.1016/B0-12- 369401-9/00416-2.
• [3] Z. Wokulski, K. Wokulska, P. Stępniewski, A. Pęciak: Growth and Characteryzation of CoSi2 Single Crystals, Intern. Conf. On Solid State Crystals: Materials Science and Applications, 9-13 October 2000, Zakopane, Poland.
• [4] Dropka N., Glacki A., Frank-Rotsh C.: GaAs Vertical Gradient Freeze Process Intensification, Crystal Growth and Design, 2014 ACS Publications.
• [5] Ecklebe S., Buchwald T., Rudiger P., Winkler J.: Model Predictive Control of the Vertical Gradient Freeze Crystal Growth Process, Science Direct, IFAC conference 2021.
• [6] Ecklebe S., Woittennek F., Winkler J.: “Control of the Vertical Gradient Freeze.
• [7] crystal growth process via backstepping”, 21st IFAC World Congress 2023.
• [8] M. R. BROZEL, C. E. STILLMAN, PROPERTIES OF Gallium Arsenide THIRD EDITION, INSPEC, 1996, London, United Kingdom, ISBN 0 85296 885 X.
• [9] www.matweb.com.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).