Lpcvd設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，包括：對LPCVD設(shè)備各個溫控區(qū)建立包含時滯誤差的PID控制模型；建立包含權(quán)重系數(shù)的比例，積分，微分控制項的自校正調(diào)節(jié)項模型，并確定已建立的權(quán)重系數(shù)取值范圍；建立監(jiān)督控制項，用于加強(qiáng)LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，本發(fā)明也公開了一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正裝置，包括：控制模型模塊，用于建立LPCVD設(shè)備各個溫控區(qū)的包含時滯誤差的PID控制模型；權(quán)重PID控制模型模塊，用于建立包含處理大時滯環(huán)節(jié)權(quán)重系數(shù)的比例，積分，微分控制項模型，并確定已建立的權(quán)值系數(shù)取值范圍；監(jiān)督模塊，用于加強(qiáng)LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過此種設(shè)計，提高了PID控制模型參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性。
【專利說明】LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法與裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度自動化控制領(lǐng)域，特別涉及一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校
正方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)LPCVD工藝的要求，LPCVD設(shè)備中需要設(shè)計溫度控制系統(tǒng)，通常使用的控制方法是PID控制，控制器的參數(shù)設(shè)計是十分重要的。
[0003]由于LPCVD設(shè)備自身的實際特點，加熱爐體共有5個溫區(qū)，且5個溫區(qū)之間相互有熱干擾特性，那么5個溫區(qū)控制器參數(shù)的調(diào)整考慮因素就不僅僅是自身的溫區(qū)情況，還要考慮其他熱干擾因素，同時設(shè)備自身具有的時滯效應(yīng)使控制效應(yīng)滯后，結(jié)果不盡如人意。目前的解決方法大是憑經(jīng)驗人為手動操作調(diào)整或離線計算調(diào)整。
[0004]手動調(diào)整的缺點是需要人員實時守候，并且系統(tǒng)受人為因素影響大，容易受到人為誤差因素的影響，而且實時性較差。離線調(diào)整的缺點為設(shè)計時的調(diào)整環(huán)境為理想狀態(tài)下的環(huán)境，而實際工作中會有各種未知的及不可量化或模型化的因素?zé)o法加入系統(tǒng)的環(huán)境設(shè)定中，所以離線計算調(diào)整后的效果不盡如人意，達(dá)不到預(yù)期的效果，費時費力，甚至?xí)鹂刂葡到y(tǒng)的振蕩不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于解決LPCVD設(shè)備中溫度時滯控制系統(tǒng)的設(shè)計問題，尤其是傳統(tǒng)PID系統(tǒng)中各參數(shù)的設(shè)定不準(zhǔn)確，不能在線調(diào)整的問題。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，包含以下步驟:
[0010]I)對LPCVD設(shè)備各個溫控區(qū)建立包含時滯誤差的PID控制模型；
[0011]2)建立包含處理大時滯環(huán)節(jié)權(quán)重系數(shù)的比例，積分，微分控制項的自校正調(diào)節(jié)項和前饋模型，并確定已建立的權(quán)重系數(shù)取值范圍；
[0012]3)建立監(jiān)督控制項，用于加強(qiáng)LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟I)的PID控制模型的構(gòu)建方式為使用增量式方式模型，該模型為
[0014]AuiU - τ ) = (Kip (t) + Δ Kip (t) ) (ei(t)-ei(t-l)) + (Kii(t) + AKii(t))β? (t) + (Kid(t) + Δ Kid (t)) (ej (t) -2et (t-1) +ej (t-2))
[0015]式中，i為溫區(qū)的序號；t為時亥Ij ;ei(t)，ei(t-l)和ei(t-2)分別為第t，第t-Ι和第t-2時刻所得的誤差信號；Aui⑴為控制器增量；Kip為比例系數(shù)，Kii為積分系數(shù)，Kid為微分系數(shù)。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟2)中使用[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)對LPCVD設(shè)備各個溫控區(qū)建立包含時滯誤差的PID控制模型； 2)建立包含處理大時滯環(huán)節(jié)權(quán)重系數(shù)的比例，積分，微分控制項的自校正調(diào)節(jié)項和前饋模型，并確定已建立的權(quán)重系數(shù)取值范圍； 3)建立監(jiān)督控制項，用于加強(qiáng)LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，所述步驟I)的PID控制模型的構(gòu)建方式為使用增量式方式模型，該模型為
Δ u i (t - τ ) = (Kip (t) + Δ Kip (t) ) (e^t) - e^t-l) ) + (Kii (t) + Δ Kn(t))β? (t) + (Kid (t) + Δ Kid (t)) (ej (t) -2θ? (t-1) +ej (t-2)) 式中，i為溫區(qū)的序號；t為時刻Pi (t), ej (t-1)和ei (t-2)分別為第t,第t_l和第t_2時刻所得的誤差信號；Aui⑴為控制器增量；Kip為比例系數(shù)，Kii為積分系數(shù)，Kid為微分系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，所述步驟2)中使用
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，所述步驟2)中使用
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，所述步驟2)中使用
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控系統(tǒng)自校正方法,其特征在于，a ni，ct i21，a i31, a il2，ct i22 和 ct i32 的取值沮圍為 0_1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控系統(tǒng)自校正方法,其特征在于，am，a i2i? a i31 j ct il2j ct i22 和 ct i32 的權(quán)重值分力U為 ct J11-0.4，ct il2—0.2，ct i2「0.02，ct i22—0.01，a i31=0.1 和 Ct i32=0.05 O RjH I Rji2? Ri21，Ri22? ^31 和 ^32 各 --!饋值分別為 Ri 11=4，Ril2=2，Ri21=1.8，Ri22=l.1，Ri31=0.3 和 Ri32=0.1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法，其特征在于，所述步驟3)監(jiān)督項的建立方法為，設(shè)定誤差閾值，當(dāng)誤差超過閾值時，啟動安全保護(hù)項，將系統(tǒng)控制在系統(tǒng)溫度允許范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)自校正方法,其特征在于,監(jiān)督項的控制模型為 叻)1 O |e(0|<einax 其中us (t)為監(jiān)督控制,A (t)為監(jiān)督控制數(shù)值，emax為設(shè)定的允許誤差閾值。
10.一種LPCVD設(shè)備的溫控系統(tǒng)自校正裝置，其特征在于，該裝置包括以下模塊: 1)控制模型模塊，用于對LPCVD設(shè)備各個溫控區(qū)建立包含時滯誤差的PID控制模型； 2)權(quán)重PID控制模型模塊，用于建立包含處理大時滯環(huán)節(jié)權(quán)重系數(shù)的比例，積分，微分控制項的自校正調(diào)節(jié)項和前饋模型，并確定已建立的權(quán)重系數(shù)取值范圍； 3)監(jiān)督模塊，用于加強(qiáng)LPCVD設(shè)備的溫控時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【文檔編號】G05B23/02GK103543742SQ201310503909
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王峰, 王健, 孫少東 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司