直拉法单晶生长控制仿真的方法、装置、设备、

本技术涉及直拉法晶体生长，尤其涉及直拉法单晶生长控制仿真的方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品。背景技术：1、直拉法单晶炉是在一定的热场和压力环境下通过控制拉速、功率和埚升等执行机构实现在多晶硅熔液中提取出单晶硅棒的设备。通过给定晶升速度、加热功率和埚升速度实现对晶棒直径、生长速度和液面温度等状态的控制。2、由于拉晶过程中炉内高温、多流场和多相变的生长环境给拉晶建模带来了热场环境复杂、温度测量不准以及液面温度与提拉速度耦合作用影响晶体生长等问题，导致没有适用于单晶生长控制的模型。而现场拉晶过程时间长、成本和风险高，没有条件实地地对控制器进行设计和优化，因此迫切地需要一种单晶生长过程的控制模型。当前常用的单晶生长仿真主要分为通过数值模拟软件进行晶体生长过程的数据仿真、利用深度学习或者机器学习得到的控制用的数据驱动模型，以及利用机理建模结合热场模型和固液界面几何模型的生长模型三类。但是，由于数值模拟软件无法接入控制器进行仿真、数据驱动模型在实际应用中难以部署实施，且训练过程复杂，不确定性大，生长模型在涉及热场建模时对热的传递过程进行逐级推导，推导过程复杂，参数无法确定且存在诸多假设，进而导致现有的单晶生长控制模型仿真效率低下。3、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。技术实现思路1、本技术的主要目的在于提供一种发明名称，旨在解决现有的单晶生长控制模型无法接入控制器进行仿真、在实际应用中难以部署实施，且训练过程复杂，不确定性大以及在涉及热场建模时对热的传递过程的推导过程复杂，存在诸多假设，进而导致现有的单晶生长控制模型仿真效率低下的技术问题。2、为实现上述目的，本技术提出一种直拉法单晶生长控制仿真的方法，所述的方法包括：3、获取单晶的晶升速度、加热功率以及埚升速度；4、将所述晶升速度、所述加热功率以及所述埚升速度输入至预设晶体仿真模型进行仿真，获得所述单晶的生长反馈变量，所述预设晶体仿真模型是利用数据驱动与机理建模结合获得的。5、在一实施例中，所述将所述晶升速度、所述加热功率以及所述埚升速度输入至预设晶体仿真模型进行仿真，获得所述单晶的生长反馈变量的步骤之前还包括：6、获取所述单晶生长过程中的实验数据与历史数据；7、基于所述实验数据辨识所述加热功率到所述单晶生长环境中液面温度的带纯滞后的温度模型；8、基于所述历史数据拟合获得所述单晶的生长速度、晶棒长度以及所述液面温度的生长关系；9、基于所述单晶生长环境中晶棒固体和熔液的固液界面几何形态建立晶棒生长几何模型；10、串联所述温度模型、所述生长关系以及所述晶棒模型，获得预设晶体仿真模型。11、在一实施例中，所述基于所述实验数据辨识所述加热功率到所述单晶生长环境中液面温度的带纯滞后的温度模型的步骤包括：12、确定所述加热功率到所述单晶生长环境中液面温度的传递函数模型；13、将所述实验数据分为训练数据和验证数据，训练数据输入至预设辨识工具模块辨识所述传递函数的最优参数；14、将所述训练数据输入所述最优参数的所属传递函数验证所获得带纯滞后的传递模型。15、在一实施例中，所述基于所述历史数据拟合获得所述单晶的生长速度、晶棒长度以及所述液面温度的生长关系的步骤包括：16、从所述历史数据中筛选晶体记录长度、液面记录温度以及所述单晶的生长记录速度；17、基于机器学习算法拟合所述生长记录速度、所述晶体记录长度与所述液面记录温度的生长关系。18、在一实施例中，所述基于所述单晶生长环境中晶棒固体和熔液的固液界面几何形态建立晶棒生长几何模型的步骤包括：19、确定所述固液界面处的高度、盛放所述单晶的坩埚的坩埚半径以及所述单晶生长环境中的熔液密度；20、基于所述高度、所述坩埚半径以及所述熔液密度，确定所述单晶的晶棒重量、晶棒长度、晶棒直径以及固液接触角的表达式组；21、基于所述表达式组建立所述单晶的晶棒几何模型。22、在一实施例中，所述将所述晶升速度、所述加热功率以及所述埚升速度输入至预设晶体仿真模型进行仿真，获得所述单晶的生长反馈变量的步骤包括：23、将所述加热功率输入至预设晶体仿真模型中的温度模型，将所述单晶所在生长环境的热场温度设置为所述生长环境中的液面仿真温度；24、基于所述预设晶体仿真模型中的生长关系与所述液面仿真温度，确定所述单晶的模拟生长速度；25、将所述生长速度、所述晶升速度以及所述埚升速度输入至所述预设晶体仿真模型中的晶棒模型，对所述单晶生长进行仿真，获得所述单晶的生长反馈变量。26、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种直拉法单晶生长控制仿真的装置，所述直拉法单晶生长控制仿真的装置包括：27、获取模块，用于获取单晶的晶升速度、加热功率以及埚升速度；28、仿真模块，用于将所述晶升速度、所述加热功率以及所述埚升速度输入至预设晶体仿真模型进行仿真，获得所述单晶的生长反馈变量，所述预设晶体仿真模型是利用数据驱动与机理建模结合获得的。29、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种直拉法单晶生长控制仿真的设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的直拉法单晶生长控制仿真的方法的步骤。30、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的直拉法单晶生长控制仿真的方法的步骤。31、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的直拉法单晶生长控制仿真的方法的步骤。32、本技术提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：33、本技术通过获取单晶的晶升速度，单晶生长时生长环境的加热功率计以及坩埚的埚升速度，将晶升速度、加热功率以及埚升速度输入至利用数据驱动与机理建模结合获得的预设晶体仿真模型中，以充分利用数据驱动与机理建模的优势，将机理建模中复杂、高度不确定的热场模型通过数据驱动的方式进行辨识，以降低的推导过程，且避免了数据驱动难以部署实施，且的训练过程，进而可以反映单晶生长的机理，解释了仿真结果的可解释性，也即，通过降低模型的训练过程、推导过程，以及增加最后仿真结果的可解释性，提高了单晶生长控制模型的仿真效率。34、综上可知，本技术通过利用结合数据驱动与机理建模获得的预设晶体仿真模型对单晶的生长进行仿真，以结合了两种建模的优势，将机理模型中复杂、高度不确定的热场模型通过数据驱动的方式进行辨识，降低模型的训练过程、推导过程，简化了晶体生长过程仿真过程，并增强了，最后仿真结果的可解释性，提高了单晶生长控制模型的仿真效率。