在对单晶硅等半导体材料进行切割时，传统的线锯切割工艺因其接触式加工，经常导致加工表面质量差，硅片断裂、崩碎等问题。因此，考虑非接触式放电加工。但由于半导体材料体电阻、导体与半导体接触势垒的影响，单品硅材料的常规电火花加工放电间隙不易击穿。因此研究人员通过调整放电间隙，可使放电状态保持火花放电，避免电弧放电，从而形成微弧等离子切割。本文综合分析微弧等离子切割加工放电间隙状态检测及其放电间隙控制问题。对单品硅材料微弧等离子切割放电间隙阻抗特性进行研究，通过系统辨识与自适应控制理论，设计基于LabVIEW的单晶硅微弧等离子切割放电间隙广义预测控制系统。并进行了工艺参数实验研究，结果表明所研究的理论模型可应用于单晶硅的微弧等离子切割间隙放电状态的过程控制。具体工作如下：　　(1)根据气体击穿过程的伏安特性与放电形式，确定基于单晶硅的微弧等离子切割的放电应保持在缺陷辉光放电与电弧放电之间。通过研究单晶硅等半导体材料微弧等离子切割放电间隙的阻抗特性，并进行相关数值分析，提出基于放电间隙的微弧等离子体动态电阻模型。同时建立该等离子动态模型与放电间隙之间的函数拟合关系，便于后续对极间放电间隙的预估。　　(2)建立以微弧等离子切割的进给速度为输入，极间平均动态电阻为输出的单输入单输出模型。在MATLAB环境下，采用模型残差方差的F检验法对单晶硅微弧等离子切割系统模型的阶次进行辨识。采用遗忘因子为0.97的递推最小二乘算法作为模型的在线参数估计方法并得到控制系统模型的参数，从而建立放电间隙平均动态电阻与进给速度的差分方程。　　(3)设计出单晶硅微弧等离子切割放电状态控制的广义预测控制器。编写相关控制器算法，在MATLAB环境下，对不同类型的参考信号（如直线、方波、正弦波、锯齿波等）进行测试仿真，检验控制系统的快速性、稳定性、准确性等控制性能，以满足针对单晶硅微弧等离子切割的工作要求。　　(4)搭建微弧等离子切割加工广义预测控制系统的软硬件平台。通过实验验证控制器的控制性能，对不同类型的目标参考信号（如直线、方波、正弦波、锯齿波等）进行跟踪。实验结果表明，能够实现对不同参考信号下的微弧等离子切割放电状态的伺服控制。与恒进给加工过程相比，使用广义预测加工过程更稳定，能够避免短路开路的产生的同时，又能避免产生电弧放电。从而实现单晶硅等半导体材料的微弧等离子切割加工，提高了加工材料的表面质量。