激光晶体使用早、品种多,目前以激光晶体为工作材料的激光器在实际工作与研究中占有重要的地位。激光晶体是重要的新型科技功能材料之一,在工业、农业、医疗和军事等各方面都得到了很大程度的应用。激光晶体生长控制技术的发展和应用已经成为衡量一个国家高科技发展水平的重要标志之一。　　在晶体生长的控制技术中,以晶体生长的运动控制,和生长率控制最为关键。通过对比市场上常见的晶体生长的方法,选择了目前常用的提拉法作为晶体生长的方法。结合提拉法工艺要求和上称重法晶体生长控制原理,初步建立了晶体生长过程中的晶体半径与转速、拉速、温度的数学关系模型,并基于模糊PID控制算法,采用欧姆龙公司的小型机CP1L系列PLC分别对晶体生长过程中运动与生长率进行控制,最终完成了整个控制系统系统的设计。　　在运动控制部分,针对提拉法晶体生长的工艺要求完成了机械结构部分的设计与运动控制系统设计。采用精密滚珠丝杠和导轨配合,提拉电机通过行星减速器与滚珠丝杠相连,并通过直线导轨,将运动传递到籽晶杆上,实现籽晶杆的提拉运动。旋转机构主要是通过旋转电机,将动力输送至带轮,带轮带动相连的籽晶杆,实现旋转运动。最后通过PLC控制伺服驱动器,实现对运动系统的速度控制。在生长率控制部分,通过分析确定了基于上称重法的控制方案和生长率策略,建立晶体生长过程中晶体半径与转速、拉速、温度的数学关系模型。提出了以称重和温控系统分别为主副回路的串级控制系统。分别就温度与称重部分的关键元件的选型以及称重系统机械结构进行了细化讨论和设计。并以PLC为主控器,完成了该系统的软硬件设计,初步实现了对整个生长率控制系统的控制。　　最后以目前应用广泛的一种激光晶体掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)为实例,针对采用模糊PID算法的晶体的生长控制系统进行了仿真测试,并验证控制系统性能。通过与传统PID控制的对比发现,该系统在动态性能,稳定性,以及精确性上都有很大优势。因此在对于实际的生产过程将会有一定的指导意义。