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惯性约束核聚变是人类未来可以利用的绿色能源之一。KDP晶体作为一种优良的非线性光学材料,是制造惯性约束核聚变技术中最重要部件光电开关的主要材料。惯性约束核聚变技术不仅对大尺寸KDP晶体的需求量非常大,而且对KDP晶体的光学质量要求很高。而传统的KDP晶体生长装置由于温度控制精度等原因无法实现大尺寸KDP晶体的快速生长。生长具有低损伤阈值的大尺寸KDP晶体成了制约惯性约束核聚变发展的难题。因此进行大尺寸KDP晶体快速生长设备的温度控制研究对于发展惯性约束核聚变技术具有重大意义。本课题从KDP晶体生长所需的温度控制精度要求出发,设计了一套温度控制系统。该控制系统在传统循环过滤生长装置的基础上,将加热方式由空气浴加热改为水浴加热,同时加入螺旋桨搅拌器进行搅拌实现水浴温度的均匀性。本课题在生长槽的循环流动结构方面进行了设计。通过FLUENT流体分析软件对溶解槽的内槽和外槽进行了温度场的分析。通过数值分析的方法验证了本课题设计的温度控制系统在硬件结构方面的可行性。同时通过对比性仿真计算分析,为晶体实际生长中螺旋桨的搅拌速度、溶液流动速度等方面参数的设定提供了理论依据。利用Labview编程软件进行了模糊PID温度控制软件部分的编写。该软件程序由温度采集、模糊控制、PID控制、脉宽调制等部分组成。通过与传统PID控制系统的温度控制对比实验,验证了本课题设计的模糊PID控制器具有超调量小,控温精度高等优点,满足晶体生长控温精度要求。本课题研究的大尺寸KDP晶体生长装置温度控制系统通过带有搅拌的水浴加热,采用模糊PID控制策略,满足了晶体生长的要求。该系统为大尺寸KDP晶体的生长提供了一个硬件平台,同时为工业上解决类似时变性强、滞后性大的控制对象提供了一个可行的解决方案。