本发明涉及单晶生长，更具体地说，本发明涉及一种晶体炉的控制方法。
背景技术：
1、晶体炉是用于将多晶材料熔化后并加工生长出单晶材料的设备，由于晶体炉内部的各类运行环境会实时变化，使得晶体炉内的实时运行状态往往难以保持稳定和可控，进而导致单晶材料的生长出现低质量的问题，破坏了晶体炉的运行状态，为了维持晶体炉的平稳运行状态，提高单晶材料的生长质量，就需要对晶体炉进行准确控制。
2、参考公开号为cn117626411a的专利申请公开了晶体炉真空控制系统及真空度控制方法，包括声波传感器，用于采集晶体炉内的声波信号；预处理模块，用于对采集的声波信号进行预处理，并提取出声波信号的特征参数；异常诊断模块，用于根据声波信号的特征参数，判断晶体炉内的真空度是否存在异常，并输出异常诊断结果；预测模块，用于根据声波信号的特征参数、设定的真空度目标值以及异常诊断结果，预测晶体炉内的真空度变化趋势，并确定晶体炉内的真空度调节需求；控制模块，用于根据真空度调节需求，计算出晶体炉内的本效平衡控制参数，包括真空泵的开关状态、阀门的开度以及气体的流量；执行模块，用于根据本效平衡控制参数，控制晶体炉内的相关设备，包括真空泵、阀门和气体注入装置，以调节晶体炉内的真空度，其能够通过采集和分析晶体炉内的电离信号，增加真空度诊断的信息量和可靠性，提高真空度诊断的准确性和灵敏度；通过对电离信号和声波信号的特征参数进行加权处理，能够综合考虑两种信号的影响，得到真空度的综合特征参数，实现真空度异常的综合诊断；
3、现有技术存在以下不足：
4、现有的晶体炉的控制方法通过实时采集晶体炉内各项运行数据，并将采集的运行数据导入预测模型内预测出实时的晶体炉运行状态，从而实现晶体炉的优化控制，由于晶体炉中单晶材料的生长过程是连续不间断的，当采用实时采集数据并实时预测运行状态的方式时，只能够对晶体炉当前时刻的运行状态进行预测，无法对即将到来的下一时刻的运行状态进行提前预测，从而无法准确且提前制定出相对应的控制措施，使得晶体炉的控制措施存在滞后性，降低了晶体炉的控制效果。
5、鉴于此，本发明提出一种晶体炉的控制方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶体炉的控制方法，应用于控制终端，包括：
2、s1：获取晶体炉的基础运行参数，并基于安全运维准则，判定晶体炉是否满足运维控制需求；若满足运维控制需求，执行s2；若不满足运维控制需求，重复执行s1；
3、s2：从采集周期中划分出采集时段，并采集晶体炉在采集时段中的综合运行参数，综合运行参数包括局域温度递增值、炉压衰减率和单晶直径恒定度；
4、s3：将采集到的综合运行参数输入到提前训练好的预测出下一采集时段晶体状态值的状态预测模型中，预测出下一采集时段晶体状态值，并判定是否发出控制提示；若不发出控制提示，重复执行s3；若发出控制提示，执行s4-s5；
5、s4：从综合运行参数中识别出控制目标数据，并制定出对应的优化控制指令，优化控制指令包括降低局域温度递增值指令、降低炉压衰减率指令和升高单晶直径恒定度指令；
6、s5：统计控制目标数据的数量，并结合执行优先级，控制晶体炉执行优化控制指令，直至不发出控制提示。
7、进一步的，基础运行参数包括炉内温度值和炉内压力值；
8、安全运维准则为：基础运行参数中不存在不合格参数；
9、是否满足运维控制需求的判定方法包括：
10、将炉内温度值与温度下限值比较，当炉内温度值小于温度下限值时，将炉内温度值标记为不合格参数；
11、将炉内压力值与压力下限值比较，当炉内压力值小于压力下限值时，将炉内压力值标记为不合格参数；
12、统计不合格参数的数量，当不合格参数的数量为0时，，判定满足运维控制需求；
13、当不合格参数的数量不为0时，判定不满足运维控制需求。
14、进一步的，采集时段的划分方法包括：
15、通过时间戳查询晶体炉第一次满足运维控制需求的时刻，记为周期起始时刻；
16、将周期起始时刻至当前时刻之间的时段记为采集周期；
17、以预设单位时长为标准，将采集周期划分为i个连续的采集时段，并标记出i个采集时段的开始时刻和结束时刻。
18、进一步的，局域温度递增值的获取方法包括：
19、在i个采集时段中随机标记出p个不连续的时刻，获得p个检测时刻；
20、在p个检测时刻下，通过热红外相机拍摄晶体炉内坩埚内部的实时图像，获得p个热红外图像；
21、通过计算机视觉技术识别出热红外图像中多晶材料流体的液面所在位置和坩埚上边缘的所在位置，分别获得第一边界和第二边界；
22、通过比例尺测量第一边界至第二边界之间的距离，获得内壁剩余高度值；
23、以三分之一内壁剩余高度值为一个单位长度，以第一分界线为基点，竖直向上移动一个单位长度对应的距离，获得第三边界；
24、将热红外图像中位于第三边界和第二边界之间的区域记为内壁区域，将热红外图像中位于第一边界下方的区域记为流体区域；
25、依次记录内壁区域在p个检测时刻的温度最小值和流体区域在p个检测时刻的温度最大值，获得p个内壁温度值和p个流体温度值；
26、将p个内壁温度值和对应的p个流体温度值作差后，获得p个子递增值；
27、子递增值的表达式为：
28、dzzip＝wdlip-wdnip；
29、式中，dzzip为第i个采集时段的第p个子递增值，wdlip为第i个采集时段的第p个流体温度值，wdnip为第i个采集时段的第p个内壁温度值；
30、将p个子递增值累加后求平均，获得i个局域温度递增值；
31、局域温度递增值的表达式为：
32、
33、式中，dzjyi为第i个采集时段的局域温度递增值，dzzia为第i个采集时段的第a个子递增值。
34、进一步的，炉压衰减率的获取方法包括：
35、通过气压传感器分别检测i个采集时段的开始时刻和结束时刻对应的炉内气压，获得i个开始炉压值和i个结束炉压值；
36、将i个开始炉压值和i个结束炉压值一一作差后，获得i个衰减值；
37、衰减值的表达式为：
38、sjzi＝lyksi-lyjsi；
39、式中，sjzi为第i个采集时段的衰减值，lyksi为第i个采集时段的开始炉压值，lyjsi为第i个采集时段的结束炉压值；
40、将i个衰减值依次与采集时段对应的时长比较，获得i个炉压衰减率；
41、炉压衰减率的表达式为：
42、
43、式中，sjlyi为第i个采集时段的炉压衰减率，scsd为采集时段对应的时长。
44、进一步的，单晶直径恒定度的获取方法包括：
45、a1：通过摄像机分别拍摄i个采集时段的开始时刻的单晶提拉图像，获得i个开始提拉图像；
46、a2：逐一标记出开始提拉图像内的像素点，并记录每一个像素点的像素值；
47、a3：将像素值大于预设像素阈值的像素点记为目标像素点，并将目标像素点所在的区域记为单晶区域；
48、a4：沿单晶区域的两侧竖直边界画线，获得两条区域线，并在两条区域线上分别等距标记出m个直径点；
49、a5：逐一测量位于同一水平线上的两个直径点之间的距离，获得m个开始区域直径，将m个开始区域直径累加后求平均，获得i个第一直径值；
50、第一直径值的表达式为：
51、
52、式中，zjd1i为第i个采集时段的第一直径值，zjskib为第i个采集时段的第b个开始区域直径；
53、a6：通过摄像机分别拍摄i个采集时段的结束时刻的单晶提拉图像，获得i个结束提拉图像；
54、a7：逐一标记出结束提拉图像内的像素点，并记录每一个像素点的像素值；
55、a8：重复a3-a5的步骤，获得i个第二直径值；
56、第二直径值的表达式为：
57、
58、式中，zjd2i为第i个采集时段的第二直径值，zjjsic为第i个采集时段的第c个结束区域直径；
59、a9：将i个第二直径值依次与i个第一直径值比较，获得i个单晶直径恒定度；
60、单晶直径恒定度的表达式为：
61、
62、式中，zjhdi为第i个采集时段的单晶直径恒定度。
63、进一步的，预测出下一采集时段晶体状态值的状态预测模型的训练方法包括：
64、晶体状态值包括正常晶体状态和异常晶体状态；
65、预先采集晶体炉处于正常晶体状态和异常晶体状态时对应的多组综合运行参数；
66、将综合运行参数使用滑动窗口方法将其转化为多个特征向量，根据滑动步长将晶体状态值转换为与综合运行参数对应的标签，将正常晶体状态转换为0，将异常晶体状态转换为1，一个特征向量对应一个标签，并构成一组训练数据，多组训练数据构成训练集，将综合运行参数按照采集时间的先后顺序进行排列，预设预测时间步长z、滑动步长q以及滑动窗口长度n；
67、将特征向量作为状态预测模型的输入，预测时间步长z后的下一采集时段晶体状态值作为输出，每个训练集的后续晶体状态值作为预测目标，以最小化的预测误差之和作为训练目标，对状态预测模型进行训练，生成根据上一采集时段的综合运行参数预测下一采集时段晶体状态值的状态预测模型；
68、当状态预测模型的输出为0时，下一采集时段晶体状态值为正常晶体状态；
69、当状态预测模型的输出为1时，下一采集时段晶体状态值为异常晶体状态；
70、是否发出控制提示的判定方法包括：
71、当下一采集时段晶体状态值为正常晶体状态，判定不发出控制提示；
72、当下一采集时段晶体状态值为异常晶体状态，判定发出控制提示。
73、进一步的，控制目标数据的识别方法包括：
74、将局域温度递增值与预设的温度递增阈值比较，当局域温度递增值大于预设的温度递增阈值时，将局域温度递增值标记为控制目标数据；
75、将炉压衰减率与预设的炉压衰减阈值比较，当炉压衰减率大于预设的炉压衰减阈值时，将炉压衰减率标记为控制目标数据；
76、将单晶直径恒定度与预设的直径恒定阈值比较，当单晶直径恒定度小于预设的直径恒定阈值时，将单晶直径恒定度标记为控制目标数据。
77、进一步的，降低局域温度递增值指令、降低炉压衰减率指令和升高单晶直径恒定度指令的制定方法包括：
78、当控制目标数据为局域温度递增值时，制定出降低局域温度递增值指令；
79、当控制目标数据为炉压衰减率时，制定出降低炉压衰减率指令；
80、当控制目标数据为单晶直径恒定度时，制定出升高单晶直径恒定度指令。
81、进一步的，执行优先级为：降低局域温度递增值指令的优先级大于降低炉压衰减率指令的优先级，降低炉压衰减率的优先级大于升高单晶直径恒定度指令的优先级；
82、晶体炉执行优化控制指令的控制方法包括：
83、统计控制目标数据的数量，获得控制量值；
84、当控制量值为1时，控制终端控制晶体炉执行降低局域温度递增值指令、降低炉压衰减率指令或升高单晶直径恒定度指令，直至不发出控制提示时停止；
85、当控制量值为2时，若控制目标数据为局域温度递增值和炉压衰减率，控制终端首先控制晶体炉执行降低局域温度递增值指令，当局域温度递增值降低至预设的温度递增阈值时，然后执行降低炉压衰减率指令，直至不发出控制提示时停止；
86、若控制目标数据为局域温度递增值和单晶直径恒定度时，控制终端首先控制晶体炉执行降低局域温度递增值指令，当局域温度递增值降低至预设的温度递增阈值时，然后执行升高单晶直径恒定度指令，直至不发出控制提示时停止；
87、若控制目标数据为炉压衰减率和单晶直径恒定度时，控制终端首先控制晶体炉执行降低炉压衰减率指令，当炉压衰减率降低至预设的炉压衰减阈值时，然后执行升高单晶直径恒定度指令，直至不发出控制提示时停止；
88、当控制量值为3时，控制终端控制晶体炉同步执行降低局域温度递增值指令、降低炉压衰减率指令和升高单晶直径恒定度指令，直至不发出控制提示时停止。
89、本发明一种晶体炉的控制方法的技术效果和优点：
90、本发明通过获取晶体炉的基础运行参数，并基于安全运维准则，判定晶体炉是否满足运维控制需求，从采集周期中划分出采集时段，并采集晶体炉在采集时段中的综合运行参数，将采集到的综合运行参数输入到提前训练好的预测出下一采集时段晶体状态值的状态预测模型中，预测出下一采集时段晶体状态值，并判定是否发出控制提示，从综合运行参数中识别出控制目标数据，并制定出对应的优化控制指令，统计控制目标数据的数量，并结合执行优先级，控制晶体炉执行优化控制指令，直至不发出控制提示；相对于现有技术，通过对基础运行参数的初步判断，可以提高晶体炉状态分析控制的前提条件，避免了晶体炉初期运行时的大量低数值参数参与后续控制分析计算时导致的额外工作负担，同时结合综合运行参数和状态预测模型，能够根据上一采集时段的晶体炉运行数据准确且提前预测出下一采集时段的晶体状态值，从而可以提前预测出单晶材料即将出现的低质量现象，并准确的识别出对晶体炉运行状态造成负面影响的控制目标数据，同时结合执行优先级，制定出并执行与控制目标数据相对应的控制指令，使得晶体炉能够在出现晶体低质量现象之前实施优化控制措施，避免出现单晶材料质量低下的现象，从而有效的避免了实时采集数据实时分析预测方式导致的控制滞后性的问题，极大地提高了晶体炉的控制效果。
1.一种晶体炉的控制方法，应用于控制终端，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述基础运行参数包括炉内温度值和炉内压力值；
3.根据权利要求2所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述采集时段的划分方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述局域温度递增值的获取方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述炉压衰减率的获取方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述单晶直径恒定度的获取方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述预测出下一采集时段晶体状态值的状态预测模型的训练方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述控制目标数据的识别方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述降低局域温度递增值指令、降低炉压衰减率指令和升高单晶直径恒定度指令的制定方法包括：
10.根据权利要求9所述的一种晶体炉的控制方法，其特征在于，所述执行优先级为：降低局域温度递增值指令的优先级大于降低炉压衰减率指令的优先级，降低炉压衰减率的优先级大于升高单晶直径恒定度指令的优先级；
