激光晶体材料作为21世纪最重要的光电子材料之一,在工业、医疗、军工等多领域广泛应用。上称重提拉法生长激光晶体控制系统由多个功能子系统组成,包括提拉与旋转运动控制、重量控制、温度控制等子系统。提拉与旋转运动系统中的低速爬行、称重系统中电源和机械振动对称重的干扰、晶体生长温度梯度变化导致的晶体生长力不足、各子系统总线异构的实时互联和晶体生长过程数据的有效利用等问题,是影响晶体生长的主要因素。在提拉与旋转运动系统中,采用机械优化设计和速度控制器+低通滤波器+陷波器的复合控制方案,提高了电机运动的跟随精度和稳定性;在重量控制系统中,为了克服电源和机械振动的干扰,采用滑动窗口算术平均值滤波算法对称重数据进行滤波处理,从而保证称重精度和稳定性;在温度控制系统中,将温度环作为晶体生长串级回路的副回路,采用欠生长控制策略,保证了温度梯度变化下晶体的生长力;针对系统集成中多总线设备并存的问题,提出基于I/O映射的多总线异构系统实时互联方案;针对晶体生长数据无法得到有效存储和利用的问题,采用云存储的方式,解决了海量生长数据的存储问题,并通过云服务器进行晶体生长画面的云发布,实现了晶体生长过程的远程实时监控和动态显示。实验表明,通过机械优化设计和复合控制方案保证了电机低速运行的稳定性,有效地抑制了低速运动中的爬行问题;称重装置能够实现重量的精准测量,重量误差小于±0.1g;晶体生长采用串级回路控制,保证了晶体的生长力,通过对晶体生长数据的分析,直径误差小于±1mm,晶体生长稳定;开放式控制网络有效地解决了多总线异构的问题,实现了各子系统间的数据传输与协同控制问题;云上大量历史数据的存储为深入研究晶体生长提供了有力的数据保障,为实现晶体智慧生长奠定了基础。