单晶Si是重要的半导体材料,由于其较好的耐高温抗辐射等特性被广泛应用于大规模集成电路制造、微电子元器件及太阳能电池等产业,成为工业、国防、航空航天等领域不可或缺的重要材料。但单晶Si属于典型的硬脆材料,具有硬度高脆性大的特点,采用传统加工方法由于机械力易造成断裂崩碎等问题,加工比较困难。电火花线切割由于其非接触式加工的特点,不会产生宏观机械力,非常适合硬脆材料的加工。电火花线切割放电间隙的大小对间隙放电状态有着重要影响,而间隙放电状态又直接影响着加工过程稳定性及切割效率。因此,对电火花线切割放电间隙进行控制具有重要的现实意义。本文针对单晶Si电火花线切割加工过程,通过系统辨识的方法建立了间隙平均电流与进给速度之间的控制模型,并设计了控制器对进给速度进行在线调节使间隙平均电流在加工过程中保持恒定以获得稳定的放电间隙,最后通过实验对控制效果进行了检验。由于电火花线切割加工切缝中的放电间隙无法直接获得,故建立了间隙平均电流与放电间隙之间的数学模型,通过间隙平均电流对放电间隙进行反馈。通过对单晶Si电火花线切割加工过程中的间隙电压和间隙电流波形进行观测与分析,确定了加工过程中存在的三种间隙放电状态。分析了工件进给速度对加工质量及断丝现象的影响,说明了对放电间隙进行控制的必要性。采用行列式比法对放电间隙控制系统模型的阶次进行了辨识,通过MATLAB仿真结果确定了遗忘因子为0.98的遗忘因子递推最小二乘法作为模型的在线参数辨识方法,建立了间隙平均电流与进给速度的差分方程模型。设计了单晶Si电火花线切割放电间隙的最小方差自校正控制器,并采用MATLAB编程对所设计的控制器进行了仿真,结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪性能。构建了放电间隙控制系统的硬件平台,完成了控制算法程序及应用程序的编写,并通过实验验证了控制器具有良好的实际控制效果。与恒进给速度加工过程相比,使用间隙控制器的加工过程更稳定,在加工质量相对提高的同时切割效率得到了明显的提高。