为了解决MPCVD设备运行时冷却水手动调节方式存在的弊端,实现冷却水温的自动调节,设计了一种冷却水温度控制系统。该系统以STM32单片机为控制器的核心,步进电机为执行机构,采用BP神经网络PID控制算法。对系统进行了仿真和试验验证,结果表明该系统能够实现MPCVD设备生产制备金刚石薄膜过程中冷却水温度的自动控制,与传统的PID控制相比,系统采用BP神经网络PID控制算法时超调量更小,控制精度更高,均方根误差和平均绝对误差更小,具有更好的温度控制效果。

由于传统MPCVD设备样品台温度控制需要使用手动调节样品台距等离子源的距离,且调节精度差,为此设计一种样品台温控系统,同时设计了样品台温控系统硬件控制器。该控制器以STM32F407单片机为核心,步进电机、丝杠、金属波纹管为执行机构,通过控制样品台在腔体内距等离子源的距离,实现温度控制。并提出一种将改进鲸鱼算法(WOA)与神经网络PID控制算法结合的控制方法,实现PID参数的自适应调整。仿真和实验结果表明:相对于传统PID算法,使用该温控系统进行温度控制时,超调量更小,控制精度更高,控制效果有很大提升。