SiC单晶由于其良好的热传导性和高击穿电位等优点,成为制造第三代半导体材料的理想材料。将SiC单晶通过锯切加工的方法进行切片时,由于SiC单晶硬度高、脆性大,故其加工相当困难。研究表明,线锯锯丝张力是影响线锯振动的重要因素,若能使线锯张力维持恒定,则可有效减小线锯振动,提高SiC切片的表面质量,为切片的后续加工(如研磨、抛光等)奠定基础。故而,本文拟通过构建单线往复式金刚石线锯运丝系统张力的动力学模型,分析影响锯丝张力的主要要因素,并实现甚于滑模控制算法的恒张力控制器的设计与恒张力控制系统的实现。本文的主要研究内容如下:根据单线往复式金刚石线锯运丝系统的具体机械结构与运动特性,及锯丝拉伸形变分析,构建了运丝系统张力的动力学模型:通过仿真与实验,获取了线锯运丝系统在启停和换向阶段的张力突变情况,证明了锯丝的张力位在该阶段远大于预设值。分析和研究了包括储丝简与导轮半径跳动、储丝简和导轮与锯丝间的摩擦力、运丝机构不对称性、电机输入转矩、导轮跨距、储丝简与导轮转动惯量在内的六个影响张力的因素;得到导轮半径跳动对线锯锯丝的张力影响最大,运丝机构的不对称性对张力的影响最小。建立了张力控制系统的传递函数模型,并设计了直接基于状态方程和基于动态面的两种滑模控制器;通过仿真与实验,验证了张力控制系统的稳定性、快速响应性和滑模控制器对线锯锯丝张力控制的有效性。实现了对张力控制系统实验平台的软硬件调试,完成了空载状态下和模拟切削过程的张力控制实验。实验结果表明,本文所设计的滑模控制器具有较好的鲁棒性,对线锯锯丝张力的控制效果明显,且直接基于状态方程的滑模控制器效果更优。