多模控制算法制造技术

描述了利用多模控制算法控制流体流动的系统和方法。一个实施例包 括用于将多模控制算法从闭环模式改变成开环模式的一种方法。这种方法 包括接收传感器生成的至少一个传感器指示。当基于所述至少一个传感器 指示满足门限条件时，将多模控制算法从闭环模式改变成开环模式。流量 控制器用所述多模控制算法根据设置点来控制流体的流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制系统。具体而言，本专利技术涉及而不限于控制流体流动 的系统和方法。
技术介绍
如果正确地微调，闭环控制算法可以被用来响应流体流状况的改变， 调整流体的流动，这种流体流状况的改变会导致偏离指定的流体流设置点。 流体流状况的改变常常由例如压力、温度等的变化引起。对这些变化引起 的从指定流体流设置点的偏离进行检测，并基于闭环控制算法的反馈环中 的传感装置(例如来自流量传感器的流量传感器测量结果)生成的测量结 果(例如反馈信号)进行纠正。但是，因为例如快速压力改变而引起流体流状况迅速改变时，反馈环 使用的传感装置会发生饱和，或者产生不可靠的反馈信号。如果例如流量 控制器使用闭环控制算法中这些饱和了的和域不可靠的反馈信号，流量控 制器就无法根据指定的流体流设置点输送流体。流量控制器会基于不可靠 的反馈信号对流体流状况的改变进行例如过补偿或欠补偿。因此，需要一 种方法和/或设备用来提供新的和创新性特征，克服目前的方法中在流体流 状况发生快速改变时暴露出来的缺点。
技术实现思路
下面综述附图所示的本专利技术的示例性实施例。在具体实施方式一节里 更加全面地描述了这些实施例和其它实施例。但是要明白，根本不想将本 专利技术的范围限制于
技术实现思路
部分或具体实施方式部分所描述的形式。本领域技术人员会认识到有数不清的修改、等效和替换结构落在权利要求所表 示的本专利技术的实质和范围之内。本专利技术能够提供系统和方法用于利用多模控制算法来控制流体的流 动。在一个实施例中，方法包括接收传感器生成的至少一个传感器指示。 当基于所述至少一个传感器指示满足门限条件时，将多模控制算法从闭环 模式修改成开环模式。流量控制器用所述多模控制算法根据设置点来控制 流体的流动。在另一个实施例中，方法包括接收压力传感器生成的流体的压力测量 结果。当已经断开反馈控制环时，基于所述压力测量结果来计算阀门位置， 利用所述阀门位置来控制流体的流动。当流体的压力改变满足门限条件时， 断开所述反馈控制环。在另一个实施例中，装置包括处理器和存储器。处理器用于当已经断 开反馈控制环时，基于压力测量结果来生成阀门位置指示。阀门响应所述 阀门位置指示来控制流体的流动。当流体的压力改变满足门限条件时，断 开所述反馈控制环。存储器用来储存所述阀门位置，所述流体的流动和所 述压力测量结果之间的数学关系，所述数学关系被所述处理器用来计算所 述阀门位置。附图说明通过结合附图，参考以下详细说明以及后面的权利要求，本专利技术的各 个目的和优点会变得很清楚，并且会很快得到全面理解。在这些附图中图1是一个框图，它说明本专利技术的一个实施例中流量控制器使用多模控制算法控制流体从流量分配器(flow dispenser)到反应容器的流动这种情 况；图2A说明本专利技术的一个实施例中压力传感器的压力测量结果； 图2B说明本专利技术的一个实施例中压力改变引起的寄生流的值； 图2C说明本专利技术的一个实施例中来自流量传感器的流量传感器测量结果；图2D说明本专利技术的一个实施例中响应压力改变而补偿过的流；图2E说明本专利技术的一个实施例中采用多模控制算法的流量控制器控制 的阔门的阀门位置；图2F说明本专利技术的一个实施例中流体通过采用多模控制算法控制的阀 门的实际流动；图3是一个流程图，它说明本专利技术的一个实施例中修改多模控制算法 的一种方法；以及图4是一个流程图，它说明本专利技术的另一个实施例中修改多模控制算 法的一种方法。具体实施例方式根据几个实施例，本专利技术的目的是一种多模控制算法，当门限条件得 到满足(例如计算值落到门限值以下或者超过门限值)时，这个算法从闭 环模式(基于闭环控制算法的模式)改变成开环模式(基于开环控制算法 的模式)。在许多实施例中，当突然的压力改变这种扰动引起在闭环模式反 馈环中使用的不可靠的反馈测量结果(例如寄生流)时，这种多模控制算 法从闭环模式改变成开环模式。当扰动已经平息或者经过了规定的时间周 期以后，多模控制算法从开环模式改变回闭环模式。这样来定义多模控制算法引用的门限条件，使得例如闭环模式反馈环 的传感器测量得到的值在传感器的正常工作范围以外，在反馈环内不能合 理地依赖它(例如接近流量传感器的饱和值)时，多模控制算法从闭环模 式改变(例如以自适应方式改变)成开环模式。在一些实施例中，门限条 件与基于来自传感器的一个或多个测量结果计算出来的一个或多个值相 关。例如，在几个实施例中，当压力改变超过规定的门限条件时，多模控 制算法从闭环模式改变成开环模式。在一些实施例中，当多模控制算法处于闭环模式时，流量控制器使用设置点指示和反馈环中的流量传感器指示，通过调整阀门(例如可变阀门) 的位置来控制例如流体的流动。在许多实施例中，闭环模式/闭环控制算法建立在比例积分微分(PID)控制的某种组合的基础之上，反馈环建立在来 自流量传感器这种传感器的测量结果(例如流量测量结果或者流量传感器 指示)的基础之上。当多模控制算法改变成例如开环模式时，控制算法使 用数学关系来确定阀门的位置，以便控制例如流体的流动。在一些实施例 中，以上数学关系建立在例如校准程序期间确定了其特征的流量/阀门敏感 性数据的基础之上。现在参考附图，图1说明流量控制器100，它使用多模控制算法控制流 体从流量分配器120到反应容器180的流动。流量控制器100接收来自流 量控制器100上游的流量传感器142和压力传感器144的指示。来自流量 传感器142的指示表明从流量分配器120流过来的流体的流动速率测量结 果。来自压力传感器144的指示表明来自流量分配器120的流体的压力测 量结果。流量控制器100根据表明流体流设置点值的设置点指示146来控 制流体的流动。在这个示例性实施例中的流量控制器100包括用来实现多 模控制算法并控制流体流动的处理器102、阀门104和存储器106。在这个示例性的实施例中，当在压力传感器144表明的压力测量结果 的基础之上计算出来的压力改变的速率(也称为压力变化率)满足(例如 超过)门限条件时，流量控制器100将多模控制算法从闭环模式改变成开 环模式。当以后在来自压力传感器144的压力测量结果的基础之上计算出 来的压力的变化率下降到低于门限条件时，所述多模控制算法从开环模式 改变回闭环模式。在闭环模式时，流量控制器100利用流体流设置点值和 反馈环中的流动速率测量结果来控制流体从流量分配器120向反应容器180 的流动。在开环模式中，流量控制器100基于压力测量结果利用包括数学 关系的开环控制算法来控制流体的流动。在一些实施例中，流体是液体(例如硫酸)，在其它实施例中是气体(例 如氮气)，但是有了本公开的好处，本领域技术人员明白，流量控制器100 输送的流体可以是任意种类的流体，包括例如任意相的元素和/或化合物的 混合物，比如气体或液体。多模控制算法是在流量控制器100上实现的，在一些实施例中，流量控制器100是质量流量控制器，用于将气体状态的(例如氮气)和/或液体状态的(例如盐酸)的流体输送给例如半导体设施中的器具(tool)。在许多实施例中，流量控制器100用于在高压、低温情 况下将流体输送给不同类型的容器。在许多实施例中，流量传感器142是用热流量传感器实现的，但是在 其它实施例中，则是使用层流量传感器、克里奥利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　接收压力传感器生成的流体的压力测量结果；以及　当已经断开反馈控制环时，基于所述压力测量结果来计算阀门位置，当流体的压力变化满足门限条件时，断开所述反馈控制环，所述阀门用于控制所述流体的流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯米尔诺夫，M·韦斯特拉，M·J·佐洛克，B·李，
申请(专利权)人：先进能源工业公司，
类型：发明
国别省市：US