【技术实现步骤摘要】
一种微流量传感器的动态滞后补偿方法及系统
[0001]本专利技术涉及流量控制阀及微流量传感器系统滞后流量补偿领域，特别涉及一种微流量传感器的动态滞后补偿方法及系统，属于微流量控制领域。
技术介绍
[0002]气动技术以压缩气体为工作介质进行能量与信号的传递与控制，是实现生产自动化的一门重要技术。微小气体流量控制技术自上世纪90年代初首次提出以来，仅经过短短几十年发展，已取得了极大的进步和令人瞩目的成果，是当前科技领域的前沿和热点。微流量控制技术可应用于航空航天领域中的微推力器系统以及半导体领域。而压电致动器由于其功耗小、响应快、精度高等优势与阀门组成压电比例阀，其能够实现流体的高精度控制，近年来在微流控领域得到了越来越广泛的应用。
[0003]响应性一直是微流控领域所追求的指标，但气体流量的测量准确性和实时性取决于流量传感器的性能好坏。目前市面上所使用的微小流量测量传感器一般都存在大的惯性滞后现象。这是由于微小流量传感器动态测量的机理问题，其中层流差压式流量传感器因为测量原理需要一定的层流元件长度，流量流动建立时间长...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微流量传感器的动态滞后补偿系统，其特征在于：包含气源、流量传感器、微处理器、流量控制阀；气源出口连接流量控制阀，流量控制阀出口连接流量传感器，流量传感器信号输出接口连接微处理器的输入接口，微处理器的输出接口连接流量控制阀输入接口，用于调节流量控制阀的开度大小。2.如权利要求1所述的一种微流量传感器的动态滞后补偿系统，其特征在于：所述流量控制阀为流量调节的执行单元；所述流量传感器用于采集流量控制阀输出的实际流量数据；所述微处理器包括动态滞后补偿单元、相互校正算法、以及微处理计算；所述动态滞后补偿单元用于将流量传感器输出的实际流量信号中的滞后补偿，得到滞后补偿流量；所述相互校正算法用于在实际流量传感器输出流量和滞后补偿输出间进行合理切换，既保证响应性又保证准确性；微处理器根据动态滞后补偿单元、相互校正算法进行处理计算，设定流量调节流量控制阀输出流量的大小。3.一种微流量传感器的动态滞后补偿方法，基于如权利要求1或2所述一种微流量传感器的动态滞后补偿系统实现，其特征在于：包括以下步骤，步骤1、通过流量控制阀产生正弦波形式的流量，并通过流量传感器进行测量，得到输入输出数据，通过梯度校正法辨识出含流量控制阀和流量传感器的整体模型；式中，A1…
A
i
、B1…
B
j
为模型参数；步骤2、结合对流量控制阀、流量传感器的理论模型分析从辨识的整体模型中去除流量控制阀模型和流量传感器的可预测滞后部分，得到满足给定性能要求的期望理想流量传感器模型，离散模型如下所示：式中，a1、b1、b2为模型参数；步骤3、构建由升程流量变化阶跃信号和回程流量变化阶跃信号组成的多组输入信号；将多组输入信号分别作用于传感器系统和步骤2建立的期望理想模型，分别得到实际的流量响应信号Q(k)和期望的标准响应信号Qc(k)；实际的流量响应信号Q(k)将通过建立的动态滞后补偿单元Gc(z
‑1)得到补偿后的信号Qb(k)；遗传算法的适应度函数F(k)取补偿后的信号Qb(k)和标准响应信号Qc(k)的差值绝对值，再通过遗传算法向适应度函数最小的优化方向去不断优化动态滞后补偿单元Gc(z
‑1)中的参数，最终得到动态滞后补偿单元Gc(z
‑1)使得补偿后的信号Qb(k)不断接近期望的标准响应信号Qc(k)；F(k)＝|Qc(k)
‑
Qb(k)|
ꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，a
c1
、a
c2
、b
c1
、b
c2
为动态滞后补偿单元Gc(z
‑1)的模型参数；F(k)为适应度函数；步骤4、步骤3中建立的动态滞后补偿单元Gc(z
‑1)的模型参数初值将通过遗传算法的初始化种群步骤确定，根据辨识整体模型的参数来确定Gc(z
‑1)参数的上下限[a
cmin
,a
cmax
]、
[b
cmin
,b
cmax
]；并设置遗传算法的种群个数g、交叉概率p
c
、变异概率p<...
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