專利名稱：用于數(shù)字質(zhì)量流量控制器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于控制質(zhì)量流量控制器中的氣體流量的方法和系統(tǒng)，尤其涉及具有快速響應(yīng)從而在數(shù)字質(zhì)量流量控制器中設(shè)置點(diǎn)步輸入的用于產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
質(zhì)量流量控制器(MFC)是一種用于設(shè)置、測(cè)量和控制一種生產(chǎn)氣體的質(zhì)量流量的閉環(huán)裝置。半導(dǎo)體應(yīng)用已經(jīng)并繼續(xù)成為質(zhì)量流量控制器技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。此外，質(zhì)量流量控制在其它工業(yè)例如制藥工業(yè)和食品工業(yè)中也是有用的。
熱質(zhì)量流量控制器由包括流量檢測(cè)器的前半部分和包括控制閥的后半部分構(gòu)成。流量檢測(cè)器通常由圍繞一個(gè)毛細(xì)管纏繞的兩個(gè)電阻溫度檢測(cè)器構(gòu)成。當(dāng)氣體通過所述檢測(cè)器流動(dòng)時(shí)，熱量被帶到下游，并且溫差和氣體的質(zhì)量流量成正比?？刂崎y通過電子電路接收來自流量檢測(cè)器的信號(hào)，從而調(diào)節(jié)氣體流量。通常使用電磁啟動(dòng)閥作為控制閥，因?yàn)槠渚哂泻?jiǎn)單，響應(yīng)快，魯棒性和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
遺憾的是，熱流量檢測(cè)器具有慢的響應(yīng)時(shí)間，這是因?yàn)闊嶙兓谙喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)才能發(fā)生。例如，在圖1中示出了實(shí)際流量對(duì)時(shí)間的曲線和測(cè)量流量對(duì)時(shí)間的曲線。y軸表示流量，而x軸表示時(shí)間。實(shí)際流量被表示為一個(gè)近似的階躍函數(shù)u(t)，其中流量達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所用的時(shí)間τ可以忽略。τ表示時(shí)間常數(shù)，其取檢測(cè)的流量達(dá)到實(shí)際流量的63％時(shí)所用的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間有1.7秒之多。達(dá)到實(shí)際流量的至少99％所需的時(shí)間大約為5τ。遺憾的是，由檢測(cè)的流量建立實(shí)際流量的精確的測(cè)量所需的時(shí)間延遲可能在閥控制中引入誤差。關(guān)于通過控制閥的流量的信息被反饋回控制閥。這個(gè)信息的精確反饋中的延遲可能引起進(jìn)入處理室的氣體流量的不希望的誤差。
圖2表示在現(xiàn)有技術(shù)中使用的用于補(bǔ)償檢測(cè)流量對(duì)實(shí)際流量的時(shí)間延遲的方法。實(shí)際流量是幅值為f0的單位階躍函數(shù)。圖2表示一階微分反饋控制環(huán)10，其中流量檢測(cè)信號(hào)12被輸入到具有增益＝1的一階增益級(jí)14和微分器級(jí)16。微分器級(jí)16的輸出被輸入到增益＝τ的二階增益級(jí)18。增益級(jí)14和增益級(jí)18的輸出相加而產(chǎn)生一階微分反饋控制環(huán)的輸出20。
這種方法近似由下式給出的指數(shù)信號(hào)的流量信號(hào)12f(t)＝f0(1-et/τ)，(1)其中f0是最后的穩(wěn)態(tài)流量，t是時(shí)間，τ是和流量檢測(cè)器相關(guān)的時(shí)間常數(shù)。輸出20由下式給出output=f(t)+τdf(t)dt---(2)]]>在式2中插入式1，得output＝f0u(t) (3)一階微分反饋控制系統(tǒng)10的輸出是等于實(shí)際流量f0u(t)的幅值f0的階躍響應(yīng)。因此，使用一階微分反饋控制系統(tǒng)10比僅僅使用檢測(cè)的流量信號(hào)12可以更精確地近似實(shí)際流量。
圖2所述的現(xiàn)有技術(shù)的方法具有3個(gè)缺點(diǎn)。第一個(gè)缺點(diǎn)是流量檢測(cè)器一般不是線性的。因此，在輸入到控制系統(tǒng)的流量檢測(cè)器信號(hào)中具有一定數(shù)量的固有誤差。
第二個(gè)缺點(diǎn)是微分器一般是一種模擬器件。在模擬域中微分器件的硬件實(shí)現(xiàn)是困難的，因此，這些方法經(jīng)常使用由線性電路實(shí)現(xiàn)的近似微分。
最后一階微分反饋控制系統(tǒng)不能識(shí)別通過流量控制器的氣體的流量確實(shí)不是一個(gè)真正的一階指數(shù)。因此，這類系統(tǒng)具有某個(gè)固有誤差。
因此，需要一種用于精確的計(jì)算質(zhì)量流量控制器中的實(shí)際氣體流量的方法。所述方法應(yīng)當(dāng)減少或者消除流量檢測(cè)器的非線性問題。這種方法還應(yīng)當(dāng)更精確地近似不是真正的指數(shù)信號(hào)的流量檢測(cè)信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器內(nèi)的氣體流量的系統(tǒng)和方法，其基本上消除或減少了和以前研制的用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體流量的系統(tǒng)和方法相關(guān)的問題。
本發(fā)明提供一種用于計(jì)算數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)的方法，所述流量信號(hào)更精確地表示通過數(shù)字質(zhì)量流量控制器的實(shí)際流量。使用從流量檢測(cè)器輸出的檢測(cè)的流量信號(hào)、檢測(cè)的流量信號(hào)的經(jīng)過比例處理的一階導(dǎo)數(shù)以及檢測(cè)的流量信號(hào)的經(jīng)過比例處理的二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。使一個(gè)設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)比較，從而產(chǎn)生數(shù)字誤差信號(hào)。把所述數(shù)字誤差信號(hào)提供給數(shù)字實(shí)現(xiàn)的PI(比例積分)控制器。所述PI控制器產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)，用于控制在數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的閥門。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，使用二階導(dǎo)數(shù)比只使用一階導(dǎo)數(shù)能夠更精確地逼近檢測(cè)器信號(hào)。檢測(cè)器流量信號(hào)的更精確的近似使得在生產(chǎn)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的、響應(yīng)更快的氣體流量控制。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，使用數(shù)字信號(hào)使得能夠容易地和數(shù)字處理器例如計(jì)算機(jī)連接。例如在校準(zhǔn)期間，可以訪問高速數(shù)字處理器，以便幫助進(jìn)行精確計(jì)算，這對(duì)于流量控制器中的任何單板DSP控制器都是過于冗長(zhǎng)的。


通過參照附圖閱讀下面的說明可以更加完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的特征，其中圖1表示在流量檢測(cè)器中流量檢測(cè)器的輸出隨時(shí)間的變化以及和實(shí)際流量的對(duì)照曲線；圖2是現(xiàn)有技術(shù)采用模擬一階微分和反饋以便較好地由檢測(cè)流量近似實(shí)際流量的方法的基本控制圖；圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于說明作為數(shù)字質(zhì)量流量控制器的系統(tǒng)；圖4說明一階增益級(jí)對(duì)數(shù)字增強(qiáng)流量信號(hào)的連續(xù)表示的影響；圖5說明二階增益級(jí)對(duì)數(shù)字增強(qiáng)流量信號(hào)的連續(xù)表示的影響；以及圖6說明濾波器時(shí)間常數(shù)對(duì)數(shù)字增強(qiáng)流量信號(hào)的連續(xù)表示的影響。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，圖中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的或相應(yīng)的部件。
本發(fā)明提供一種用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體流量的方法。所述方法計(jì)算更精確地代表通過所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器的實(shí)際流量的數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)使用從流量檢測(cè)器輸出的檢測(cè)的流量信號(hào)、檢測(cè)的流量信號(hào)的經(jīng)過比例處理的一階導(dǎo)數(shù)以及檢測(cè)的流量信號(hào)的經(jīng)過比例處理的二階導(dǎo)數(shù)被計(jì)算。使一個(gè)設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)比較，從而產(chǎn)生數(shù)字誤差信號(hào)。把所述數(shù)字誤差信號(hào)提供給數(shù)字實(shí)現(xiàn)的PI(比例積分)控制器。所述PI控制器產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)，所述控制信號(hào)用于控制在數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的閥門。
圖3表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在圖3中，在質(zhì)量流量控制器22中的實(shí)際流量24由檢測(cè)器26測(cè)量。檢測(cè)器26可以包括圍繞毛細(xì)管32繞制的電阻性的線繞線圈28和30。檢測(cè)器26的輸出是檢測(cè)的流量信號(hào)34，該信號(hào)可以被輸入到AD轉(zhuǎn)換器36中。AD轉(zhuǎn)換器36的輸出是數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)38。數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)38被輸入到微控制器44中。
微控制器44被編程用于實(shí)現(xiàn)由線性化模塊40、微分模塊46和PI控制器54表示的處理的計(jì)算要求。微控制器44，即數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)控制器，其具有在其芯片上的可被多次重復(fù)編程的快速程序存儲(chǔ)器陣列中編程的軟件。所述軟件包括用于在微控制器44內(nèi)實(shí)現(xiàn)所述功能所需的所有指令。常數(shù)系數(shù)(濾波器系數(shù)、線性化系數(shù)以及各種增益系數(shù))在計(jì)算機(jī)55中被算出，并被下載供微控制器44使用。線性化模塊40可以執(zhí)行最小二乘法，用于使數(shù)字流量信號(hào)38線性化。數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)38需要被線性化，這是因?yàn)闄z測(cè)器26一般產(chǎn)生作為實(shí)際流量24的非線性函數(shù)的檢測(cè)的流量信號(hào)34。線性化模塊40輸出線性化的數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)42。有許多方法可用于進(jìn)行檢測(cè)的數(shù)字流量信號(hào)的線性化。這些方法包括最小二乘法和本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它回歸技術(shù)。在這些方法中還包括在T.I.Pattantyus等人在1999年7月9日申請(qǐng)的序列號(hào)為09/350747，名稱為“System and Method forSensor Response Linearization”的美國(guó)專利中披露的方法。數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)42可被輸入到微分模塊46中。微分模塊46產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48。數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48更精確地表示實(shí)際流量24，因而補(bǔ)償檢測(cè)器26的不精確性。在下面的詳細(xì)說明中將詳細(xì)說明微分模塊46。
數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48和設(shè)置點(diǎn)信號(hào)50比較。由用戶提供的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)50可以是為得到的實(shí)際流量24所需的階躍輸入。設(shè)置點(diǎn)信號(hào)50可以是由微控制器44中嵌入的AD轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的模擬信號(hào)，或者是被傳遞給微控制器44的數(shù)字信號(hào)。微控制器44中嵌入的AD轉(zhuǎn)換器使得本發(fā)明的微控制器44可以用于現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中作為替代物。設(shè)置點(diǎn)50和數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48之間的差是誤差信號(hào)52。誤差信號(hào)52可以被輸入到PI控制器54，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電磁啟動(dòng)閥58的數(shù)字控制信號(hào)56。電磁啟動(dòng)閥58控制質(zhì)量流量控制器22中的實(shí)際流量24。PI控制器54可以使用E.Vyers在1999年7月9日申請(qǐng)的序列號(hào)為09/351098名稱為“System and Method for a Variable GainProportional-Integral(PI)Controller”的美國(guó)專利中披露的方法來實(shí)現(xiàn)。
圖3中的微分模塊46代表由微控制器44使用從計(jì)算機(jī)55計(jì)算并下載的參數(shù)進(jìn)行的處理，用于產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48。在微分模塊46內(nèi)的方塊圖是一種連續(xù)的時(shí)間表示，利用拉普拉斯變換表示一階微分運(yùn)算60，二階微分運(yùn)算68，和具有時(shí)間常數(shù)τ2的濾波運(yùn)算72。然而，該系統(tǒng)是數(shù)字實(shí)現(xiàn)的。線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42被輸入到一階微分運(yùn)算60和一階增益級(jí)62以輸出線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)64。然后，該線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的一階導(dǎo)數(shù)被輸入到二階微分運(yùn)算66和增益級(jí)68以產(chǎn)生線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)70。該加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)70被輸入到低通濾波運(yùn)算72以產(chǎn)生線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的濾波的加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)74。加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)64被饋送到加法器78而線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42通過前向環(huán)76被饋送到加法器78。在加法器78，線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的濾波的加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)74與線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42的加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)64以及線性化的數(shù)字檢測(cè)信號(hào)42相加以產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48。數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48比從檢測(cè)器26所得到的檢測(cè)的流量信號(hào)34更近似的表示實(shí)際流量信號(hào)48。
如前所述，由微控制器44，DSP所執(zhí)行的運(yùn)算是數(shù)字實(shí)現(xiàn)的?？梢匀菀椎剡M(jìn)行模擬拉普拉斯表示與其離散時(shí)間的對(duì)應(yīng)項(xiàng)之間的變換。線性常系數(shù)微分表達(dá)式可以被容易地變換成離散時(shí)間的線性常系數(shù)差分方程。常系數(shù)的差分方程 的離散的等式是Σk=1Naky[n-k]=Σk=1Mbkf[n-k],---(5)]]>其中ak和bk是常數(shù)系數(shù)，f(t)是模擬系統(tǒng)的模擬輸入，y(t)是模擬系統(tǒng)的模擬輸出， 和 是y(t)和f(t)的第k次導(dǎo)數(shù)，f[n]是等效的離散系統(tǒng)的離散輸入，y[n]是等效的離散系統(tǒng)中的離散輸出，f[n-k]和y[n-k]是f[n]和y[n]的第k個(gè)延遲值，t是時(shí)間，n和k是表示以規(guī)定的采樣間隔進(jìn)行的離散函數(shù)的離散采樣的整數(shù)值。
連續(xù)的低通濾波器運(yùn)算也可以使用差分方程以離散的方式來實(shí)現(xiàn)。拉普拉斯低通濾波器運(yùn)算72的模擬時(shí)域表示是差分方程f(t)=dy(t)dt+1τfy(t)=Σk=01akbkdyk(t)dtk,---(6)]]>其中ak和bk是常數(shù)系數(shù)，f(t)是濾波器的模擬輸入，y(t)是濾波器的模擬輸出， 是y(t)第k次導(dǎo)數(shù)，τf是和濾波器運(yùn)算相關(guān)的時(shí)間常數(shù)。方程6可以使用按照方程5的差分方程離散地實(shí)現(xiàn)。不過，為了簡(jiǎn)明，系統(tǒng)用不同的拉普拉斯變換表示，用于說明線性化的數(shù)字檢測(cè)器信號(hào)42的微分和濾波。
設(shè)計(jì)一階增益級(jí)(增益1)62是為了消除和檢測(cè)器26有關(guān)的時(shí)間常數(shù)τ1。一階增益級(jí)62被調(diào)整，從而校正經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間才穩(wěn)定的檢測(cè)器26的檢測(cè)器響應(yīng)。圖4說明改變一階增益級(jí)62對(duì)數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示的影響。如果增益級(jí)62太小，則在數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之前有一個(gè)初始過調(diào)。如果增益級(jí)62太大，則在數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之前有一個(gè)初始欠調(diào)。由于系統(tǒng)的可變性，一階增益級(jí)62為生產(chǎn)氣體的種類和給定的機(jī)械平臺(tái)被唯一地計(jì)算。一階增益級(jí)62被唯一地確定，并且是檢測(cè)器結(jié)果以及生產(chǎn)氣體的函數(shù)。計(jì)算的流體動(dòng)態(tài)(CFD)模型，經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試和機(jī)械的解決方案被研制了，主要致力于減小檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)τ1。分析了溫升，線圈長(zhǎng)度，線圈之間的間隙，管的內(nèi)徑，管的壁厚，管的導(dǎo)熱率和絕緣材料的關(guān)系，將要進(jìn)一步討論。實(shí)際上，由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用的一個(gè)檢測(cè)器呈現(xiàn)的時(shí)間常數(shù)τ1是1.7秒。氣體類型的影響表明，檢測(cè)器時(shí)間常數(shù)τ1和氣體重量成比例地增加(一般最多5％)。時(shí)間常數(shù)τ1被設(shè)置為缺省值(1.7)。并通過觀察實(shí)際響應(yīng)進(jìn)行細(xì)調(diào)。
因?yàn)闄z測(cè)的流量信號(hào)34不是一個(gè)真正的指數(shù)信號(hào)，一階加權(quán)的導(dǎo)數(shù)64不能完全校正檢測(cè)的流量信號(hào)34，使其精確地近似實(shí)際流量24。為了更精確地近似實(shí)際流量24，在檢測(cè)的流量信號(hào)34的近似中引入第二時(shí)間常數(shù)τ2。因此，檢測(cè)的流量信號(hào)34可以近似為f(t)=(1-e-t/τ1)(1-e-t/τ2)---(7)]]>其中t是時(shí)間，f(t)是檢測(cè)的流量信號(hào)34，τ1是第一時(shí)間常數(shù)，τ2是第二時(shí)間常數(shù)。假定穩(wěn)態(tài)階躍輸入是f0，并按照?qǐng)D3，數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48可以在模擬域中表示為f(t)+(Gain1)df(t)dt+(Gain2)d2f(t)dt2]]>具有Gain1＝τ1+τ2，Gain2＝τ1*τ2?？梢砸穰?和τ2的時(shí)間延遲是在檢測(cè)器26和電磁啟動(dòng)閥58所在位置之間的氣動(dòng)滯后，當(dāng)涉及滯后、摩擦和用于與保持電磁啟動(dòng)閥關(guān)閉的管道壓力有關(guān)的預(yù)加載力時(shí)，在某種程度上，和電磁啟動(dòng)閥58有關(guān)。
因此，利用相應(yīng)的第二增益級(jí)68進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)運(yùn)算66(增益2)。二階導(dǎo)數(shù)運(yùn)算66校正檢測(cè)的流量信號(hào)34的前端，其不精確地近似真實(shí)的指數(shù)上升。和第一增益級(jí)62一樣，第二增益級(jí)66借助于編程可被調(diào)整。圖5說明改變第二增益級(jí)68對(duì)數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示的影響。如果第二增益級(jí)68小，則在數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示達(dá)到穩(wěn)定值之前可能有一初始過調(diào)，而如果第二增益級(jí)68大，則在數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示達(dá)到穩(wěn)定值之前可能有一初始欠調(diào)。因而，第二增益級(jí)68可被合適地校正，以便使過調(diào)或欠調(diào)最小或消除。第二增益級(jí)68還借助于上述的觀察進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)執(zhí)行第二微分運(yùn)算66時(shí)，執(zhí)行拉普拉斯濾波器運(yùn)算72是為了減少數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48中產(chǎn)生的噪聲。拉普拉斯濾波器運(yùn)算72具有相關(guān)的時(shí)間常數(shù)τf。通過調(diào)整時(shí)間常數(shù)τf，低通濾波器運(yùn)算72的響應(yīng)可以被過校正或欠校正。圖6說明改變時(shí)間常數(shù)τf對(duì)數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48的連續(xù)表示的影響。對(duì)于大的濾波器時(shí)間常數(shù)τf，濾波器響應(yīng)可能太慢，而對(duì)于小的濾波器時(shí)間常數(shù)τf，濾波器響應(yīng)可能太快。因而，選擇濾波器時(shí)間常數(shù)τf，從而調(diào)節(jié)信號(hào)48的速度。
圖3的系統(tǒng)也可以使用計(jì)算機(jī)55進(jìn)行精確的計(jì)算，這些計(jì)算比在校正和測(cè)試期間在微控制器44中進(jìn)行的計(jì)算需要更快的速度和更大的功率。計(jì)算結(jié)果可以通過電通信連接57例如總線或電纜從計(jì)算機(jī)55下載到微控制器44中。
大體說來，圖3的系統(tǒng)可以通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有～1.7秒的第一時(shí)間常數(shù)的調(diào)節(jié)電路的熱流量檢測(cè)器來容易地實(shí)現(xiàn)?？梢詤⒖糡.I.Pattantyus等人在1999年7月9日申請(qǐng)的序列號(hào)為09/350746的名稱為“ImprovedMass Flow Sensor Interface Circuit”的美國(guó)專利申請(qǐng)中披露的流量檢測(cè)器電路。也可以包括采樣速率為610Hz的16位精度的AD轉(zhuǎn)換器，16位的數(shù)字信號(hào)處理器微控制器，PC，以及用于控制電磁啟動(dòng)的、小功率的、節(jié)流球閥/座閥的脈寬調(diào)制的或者連續(xù)的閥門驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)于閥門驅(qū)動(dòng)電路，可以具有許多電路配置?？梢詤⒖糡.I.Pattantyus在1999年7月9日申請(qǐng)的序列號(hào)為09/351111的名稱為“Method andSystem for Driving a Solenoid”的美國(guó)專利申請(qǐng)中披露的電路。
質(zhì)量流量控制器可以執(zhí)行閉環(huán)控制算法?？梢詤⒖糑.Tinsley在1999年7月9日申請(qǐng)的序列號(hào)為09/350744的名稱為“System and Method ofOperation of a Digital Mass Flow Controller”的美國(guó)專利申請(qǐng)中披露的先進(jìn)的數(shù)字控制算法。
本發(fā)明的主要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于其是在離散的時(shí)域中實(shí)現(xiàn)的。利用計(jì)算機(jī)55或通過計(jì)算機(jī)55的幫助可以實(shí)現(xiàn)精確的數(shù)學(xué)運(yùn)算。雖然一些現(xiàn)有技術(shù)的方法也實(shí)現(xiàn)了離散的控制器，但是這些方法一般不處理具有產(chǎn)生包括一階和二階導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)的能力的數(shù)字平臺(tái)。因而，這些方法局限于一階導(dǎo)數(shù)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。不過，通過使用能力強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)55，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)精確的數(shù)學(xué)計(jì)算。許多參數(shù)計(jì)算，例如第一增益級(jí)62，第二增益級(jí)68和時(shí)間常數(shù)τf可以在計(jì)算機(jī)55上求出，然后被下載到可擦存儲(chǔ)器陣列例如微控制器44的EEPROM中。然后，微控制器44在計(jì)算數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48時(shí)可以從EEFROM中訪問這些值。
本發(fā)明的另一個(gè)重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，通過實(shí)現(xiàn)第二微分運(yùn)算66，數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)48可以非常近似實(shí)際流量24。因?yàn)闄z測(cè)的流量信號(hào)34不是一個(gè)純指數(shù)信號(hào)，所以只通過執(zhí)行第一微分運(yùn)算60不能充分地近似實(shí)際流量24。加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)64和加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)70加速檢測(cè)的流量信號(hào)34的響應(yīng)，從而更精確地近似實(shí)際流量24。隨后對(duì)加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)70進(jìn)行的濾波減少和執(zhí)行第二微分運(yùn)算66有關(guān)的噪聲。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用在微控制器44中嵌入的AD轉(zhuǎn)換器，微控制器44可以容易地代替現(xiàn)有技術(shù)中用于控制在制造過程中的氣體的系統(tǒng)。這些可以使用模擬方法和連續(xù)的設(shè)置點(diǎn)電壓輸入信號(hào)控制流量的系統(tǒng)仍然可以使用微控制器。模擬信號(hào)，例如檢測(cè)的流量信號(hào)34和設(shè)置點(diǎn)信號(hào)50被數(shù)字化，然后用于在微控制器44中進(jìn)行的計(jì)算。
雖然此處參照說明性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些說明只是舉例而已，并沒有限制的意義。因此，還應(yīng)當(dāng)理解，顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上述的說明，可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)作出許多改變，并且可以作出本發(fā)明的許多附加的實(shí)施例。這些改變和附加的實(shí)施例都包括在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的構(gòu)思和真正的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器內(nèi)的氣體流量的方法，所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器具有用于控制在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器內(nèi)的氣體的流量的閥門和用于測(cè)量通過所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器的實(shí)際氣體流量并輸出檢測(cè)的流量信號(hào)的流量檢測(cè)器，所述方法包括根據(jù)所述檢測(cè)的流量信號(hào)的加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)、所述檢測(cè)的流量信號(hào)的濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)和所述檢測(cè)的流量信號(hào)產(chǎn)生代表所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的最終的穩(wěn)態(tài)流量的數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)；比較設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)，從而產(chǎn)生數(shù)字反饋誤差信號(hào)；以及通過輸入所述數(shù)字反饋誤差信號(hào)到比例積分(PI)控制器，產(chǎn)生用于控制在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的所述閥門的數(shù)字控制信號(hào)，并從所述PI控制器輸出所述數(shù)字控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在產(chǎn)生所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)之前使用AD轉(zhuǎn)換器把所述檢測(cè)的流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括在產(chǎn)生所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)之前使用最小二乘法把所述數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括利用第一加權(quán)加權(quán)一階導(dǎo)數(shù)從而產(chǎn)生所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)的步驟，所述第一加權(quán)根據(jù)在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體種類和給定的機(jī)械平臺(tái)被唯一地計(jì)算。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括利用第二加權(quán)加權(quán)二階導(dǎo)數(shù)從而產(chǎn)生所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)的步驟，所述第二加權(quán)被計(jì)算，以便當(dāng)所述數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)不接近真正的指數(shù)上升時(shí)進(jìn)行校正。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括執(zhí)行數(shù)字低通濾波器運(yùn)算的步驟，從而濾波所述的加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)，產(chǎn)生所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)，并且補(bǔ)償由于所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)附加于所述數(shù)字增強(qiáng)的信號(hào)上的噪聲。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述數(shù)字低通濾波器運(yùn)算還包括時(shí)間常數(shù)，所述時(shí)間常數(shù)由經(jīng)驗(yàn)確定。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在比較所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)之前把所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字設(shè)置點(diǎn)信號(hào)的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中產(chǎn)生所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)、比較所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的信號(hào)以及產(chǎn)生所述數(shù)字控制信號(hào)的步驟由一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器控制器執(zhí)行。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器能夠和一個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，所述計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行包括所述第一加權(quán)、所述第二加權(quán)和所述時(shí)間常數(shù)的計(jì)算。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括通過在所述計(jì)算機(jī)和所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器之間的連接把由所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行的計(jì)算下載到所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器中的存儲(chǔ)裝置，從而幫助所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器計(jì)算所述數(shù)字控制信號(hào)的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述存儲(chǔ)裝置是EEPROM。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)、所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)、所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)和所述數(shù)字控制信號(hào)使用差分方程被計(jì)算。
14.一種用于產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)的方法，所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)表示由在數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的流量檢測(cè)器提供的檢測(cè)的流量信號(hào)的最終穩(wěn)態(tài)流量，所述方法包括計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的二階導(dǎo)數(shù)；利用第一加權(quán)加權(quán)所述一階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；利用第二加權(quán)加權(quán)所述二階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；對(duì)所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)執(zhí)行數(shù)字低通濾波器運(yùn)算，從而產(chǎn)生濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；以及使所述檢測(cè)的流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)和所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加，從而產(chǎn)生所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)和計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)之前轉(zhuǎn)換所述檢測(cè)的流量信號(hào)成為數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)和計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)之前使用最小二乘法把所述數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)的步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中用于所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)的所述第一加權(quán)根據(jù)在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體種類和給定的機(jī)械平臺(tái)被計(jì)算。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中用于所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)的第二加權(quán)被計(jì)算，從而當(dāng)所述數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)不接近真正的指數(shù)上升時(shí)進(jìn)行校正。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述數(shù)字低通濾波器運(yùn)算還包括由經(jīng)驗(yàn)確定的時(shí)間常數(shù)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)、計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)、加權(quán)所述一階導(dǎo)數(shù)、加權(quán)所述二階導(dǎo)數(shù)、執(zhí)行所述數(shù)字低通濾波器運(yùn)算和使所述檢測(cè)的流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)以及所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)相加的步驟由數(shù)字信號(hào)處理器控制器執(zhí)行。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器能夠通過在所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器和一個(gè)計(jì)算機(jī)之間的連接和所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，所述計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行包括所述第一加權(quán)、所述第二加權(quán)和所述時(shí)間常數(shù)的計(jì)算。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括把由所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行的計(jì)算下載到所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器中的存儲(chǔ)裝置，從而幫助所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器計(jì)算所述數(shù)字增強(qiáng)流量信號(hào)的步驟。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述存儲(chǔ)裝置是EEPROM。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)、所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)、所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)使用差分方程被計(jì)算。
25.一種用于控制在一種處理中的氣體流量的數(shù)字質(zhì)量流量控制器，所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器包括流量檢測(cè)器，用于測(cè)量通過所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器的實(shí)際的氣體流量，并輸出檢測(cè)的流量信號(hào)；數(shù)字微控制器，其使用所述檢測(cè)的流量信號(hào)、所述檢測(cè)的流量信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)、所述檢測(cè)的流量信號(hào)的濾波的二階導(dǎo)數(shù)和設(shè)置點(diǎn)信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)；以及在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的被所述數(shù)字控制信號(hào)控制的閥門。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述微控制器可以執(zhí)行計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的二階導(dǎo)數(shù)；利用第一加權(quán)加權(quán)所述一階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)；利用第二加權(quán)加權(quán)所述二階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；對(duì)所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)執(zhí)行數(shù)字低通濾波器運(yùn)算，從而產(chǎn)生濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；以及使所述檢測(cè)的流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)以及所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加，從而產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)的流量信號(hào)在執(zhí)行下列操作之前被轉(zhuǎn)換為數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)；使所述數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)以及所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)的數(shù)字流量信號(hào)在執(zhí)行下列操作之前使用最小二乘法被轉(zhuǎn)換為數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)；使所述數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)以及所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述第一加權(quán)根據(jù)在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體種類和給定的機(jī)械平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述第二加權(quán)被計(jì)算，以便當(dāng)所述數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)不接近真正的指數(shù)上升時(shí)進(jìn)行校正。
31.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字低通濾波器運(yùn)算還包括由經(jīng)驗(yàn)確定的時(shí)間常數(shù)。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字微控制器還可以執(zhí)行比較所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)，從而產(chǎn)生數(shù)字誤差信號(hào)；以及對(duì)所述數(shù)字誤差信號(hào)執(zhí)行數(shù)字PI(比例積分)操作，從而產(chǎn)生數(shù)字控制信號(hào)。
33.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。
34.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)在使所述設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)比較之前被轉(zhuǎn)換成數(shù)字設(shè)置點(diǎn)信號(hào)。
35.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字微控制器是數(shù)字信號(hào)處理器微控制器。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器微控制器能夠通過在所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器和一個(gè)計(jì)算機(jī)之間的連接和所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，所述計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行包括所述第一加權(quán)、所述第二加權(quán)和所述時(shí)間常數(shù)的計(jì)算。
37.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)還能夠把其進(jìn)行的所述計(jì)算下載到所述數(shù)字信號(hào)處理器微控制器中的存儲(chǔ)裝置，從而幫助所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器計(jì)算所述數(shù)字控制信號(hào)。
38.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)裝置是EEPROM。
39.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)、所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)、所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)、和所述數(shù)字控制信號(hào)使用差分方程被計(jì)算。
40.一種用于由在質(zhì)量流量控制器中的流量檢測(cè)器提供的檢測(cè)的流量信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有被存儲(chǔ)在數(shù)字信號(hào)處理器控制器上的計(jì)算機(jī)程序，所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器可以執(zhí)行計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述檢測(cè)的流量信號(hào)的二階導(dǎo)數(shù)；利用第一加權(quán)加權(quán)所述一階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)；利用第二加權(quán)加權(quán)所述二階導(dǎo)數(shù)，從而產(chǎn)生加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；對(duì)所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)執(zhí)行數(shù)字低通濾波器運(yùn)算，從而產(chǎn)生濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)；以及使所述檢測(cè)的流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)和所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加，從而產(chǎn)生所述數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。
41.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)的流量信號(hào)在執(zhí)行下列操作之前被轉(zhuǎn)換為數(shù)字檢測(cè)流量信號(hào)計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)；使所述檢測(cè)的流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)以及所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加。
42.如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)的數(shù)字流量信號(hào)在執(zhí)行下列操作之前使用最小二乘法被轉(zhuǎn)換為數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)計(jì)算所述一階導(dǎo)數(shù)；計(jì)算所述二階導(dǎo)數(shù)；以及使所述檢測(cè)流量信號(hào)和所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)信號(hào)以及所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)相加。
43.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中所述用于所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)的第一加權(quán)根據(jù)在所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的氣體種類和給定的機(jī)械平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算。
44.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中用于所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)的第二加權(quán)被計(jì)算，以便當(dāng)所述數(shù)字線性化的檢測(cè)的流量信號(hào)不接近真正的指數(shù)上升時(shí)進(jìn)行校正。
45.如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字低通濾波器運(yùn)算還包括時(shí)間常數(shù)，所述時(shí)間常數(shù)由經(jīng)驗(yàn)確定。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器能夠通過在所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器和一個(gè)計(jì)算機(jī)之間的連接和所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，所述計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行包括所述第一加權(quán)、所述第二加權(quán)和所述時(shí)間常數(shù)的計(jì)算。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)還能夠把其進(jìn)行的所述計(jì)算下載到所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器中的存儲(chǔ)裝置，從而幫助所述數(shù)字信號(hào)處理器控制器計(jì)算所述數(shù)字增強(qiáng)流量信號(hào)。
48.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)裝置是EEPROM。
49.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述加權(quán)的一階導(dǎo)數(shù)、所述加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)、所述濾波加權(quán)的二階導(dǎo)數(shù)使用差分方程被計(jì)算。
全文摘要
一種用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器內(nèi)的氣體流量的方法。所述方法計(jì)算更精確地表示通過所述數(shù)字質(zhì)量流量控制器的實(shí)際流量的數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。使用從流量檢測(cè)器輸出的檢測(cè)的流量信號(hào)、經(jīng)過比例處理的檢測(cè)的流量信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)、以及經(jīng)過比例處理的檢測(cè)的流量信號(hào)的濾波的二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)。設(shè)置點(diǎn)信號(hào)和數(shù)字增強(qiáng)的流量信號(hào)比較,從而產(chǎn)生數(shù)字誤差信號(hào)。所述數(shù)字誤差信號(hào)被提供給數(shù)字實(shí)現(xiàn)的PI(比例積分)控制器。PI控制器產(chǎn)生用于控制數(shù)字質(zhì)量流量控制器中的閥門的數(shù)字控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1371491SQ00810184
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2000年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月10日
發(fā)明者埃曼紐爾·瓦爾斯 申請(qǐng)人:米里坡公司