Untersuchungen zur optimalen Regelung von Mehrzonenrohröfen zur Einkristallzüchtung

Die Arbeit liefert einen regelungstechnischen Beitrag zur präzisen Temperaturführung von Kristallisationsprozessen und gliedert sich in drei wesentliche Themengebiete: der Modellbildung, der Identifikation und der Implementierung von optimalen Regelungsstrategien. Dabei ist es gelungen, ein kompaktes und äußerst effektives Modell zu entwickeln, welches das Verhalten der thermisch stark gekoppelten Kristallzüchtungsanlagen mit einer guten Genauigkeit widerspiegelt und sich an weitere Anlagen mit beliebiger Zonenanzahl erweitern lässt. Auf Basis dieses Modells wurden die optimale Zustandsregelung und die modellbasierte prädiktive Regelung realisiert und gegenübergestellt. In praktischen Tests wurde belegt, dass beide Regelungsstrategien sich durch ein ausgezeichnetes Führungsverhalten und eine exakte thermische Entkopplung der Heizzonen auszeichnen und damit die Qualität der in vielen Forschungs- und Industriebereichen dominierenden Regelungen bei Weitem übertreffen.