一种高精度气体流量控制系统及方法与流程

技术特征：

1.一种高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述气体流量控制系统包括：比例阀数字预处理单元、比例阀开启度控制单元、脉冲宽度调取单元和PWM脉冲生成单元，其中，

所述比例阀数字预处理单元，用于根据所述PWM脉冲生成单元产生的PWM脉冲的位数及比例阀的最大开启度，生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线并存储；

所述比例阀开启度控制单元，用于根据所述气体流量传感器采集的当前气体流量信号及设定气体流量确定所述比例阀的期望开启度；

所述脉冲宽度调取单元，用于从所述比例阀数字预处理单元中调取所述脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线，并根据所述期望开启度及所述脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线，确定所述期望开启度对应的期望脉冲宽度值；

所述PWM脉冲生成单元，用于根据所述期望脉冲宽度值生成对应所述期望脉冲宽度值的PWM脉冲，并将所述对应所述期望脉冲宽度值的PWM脉冲输出给所述比例阀的控制端。

2.根据权利要求1所述的高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述比例阀数字预处理单元包括：

脉冲宽度划分单元，用于根据所述PWM脉冲的位数n将所述PWM脉冲的占空比范围[0,1]划分为2ⁿ个份，生成脉冲宽度标识值X，其中，i＝0,1,2,……,2ⁿ；n≥1；

比例阀开启度确定单元，用于当所述PWM脉冲的占空比以1/2ⁿ的整数倍为间隔由0增加到1时，根据气体流量传感器记录的气体流量确定所述比例阀的最大开启度K；

开启度划分单元，用于将所述比例阀的所述最大开启度K划分为2ⁿ份，生成比例阀开启度标识值Y，

响应曲线生成单元，用于将所述脉冲宽度标识值X和所述比例阀开启度标识值Y一一对应，生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线。

3.根据权利要求1所述的高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述气体流量控制系统还包括自动零点校准单元，其中，所述气体流量传感器还用于在所述比例阀关闭且气路通道内部气体稳定时，获取气体流量的原始流量信号；还用于在所述PWM脉冲的占空比由0变化到1时，记录气体流量；

所述自动零点校准单元用于根据所述气体流量的原始流量信号与所述气体流量传感器记录的所述气体流量确定校正的预处理气体流量信号，并发送至所述比例阀数字预处理单元；还用于根据所述气体流量的原始流量信号与所述当前气体流量信号确定校正后的当前气体流量信号，并发送至所述比例阀开启度控制单元。

4.根据权利要求1所述的高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述气体流量控制系统还包括数字滤波单元，用于对所述当前气体流量信号进行数字滤波。

5.根据权利要求1所述的高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述PWM脉冲生成单元产生的所述PWM脉冲为16位PWM脉冲。

6.根据权利要求1所述的高精度的气体流量控制系统，其特征在于，所述比例阀开启度控制单元为PID控制器。

7.一种高精度的气体流量控制方法，其特征在于，所述气体流量控制方法包括：

根据比例阀控制端的PWM脉冲的位数及比例阀的最大开启度，生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线并存储；

根据所述气体流量传感器采集的当前气体流量信号及设定气体流量确定所述比例阀的期望开启度；

调取所述脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线，并根据所述期望开启度及所述脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线，确定所述期望开启度对应的期望脉冲宽度值；

根据所述期望脉冲宽度值生成对应所述期望脉冲宽度值的PWM脉冲；

将所述对应所述期望脉冲宽度值的PWM脉冲输出给所述比例阀的控制端。

8.根据权利要求7所述的高精度的气体流量控制方法，其特征在于，所述生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线的方法包括：

根据所述PWM脉冲的位数n将所述PWM脉冲的占空比范围[0,1]划分为2ⁿ个份，生成脉冲宽度标识值X，其中，i＝0,1,2,……,2ⁿ；n≥1；

将所述PWM脉冲的占空比以1/2ⁿ的整数倍为间隔由0增加到1，根据气体流量传感器记录的气体流量确定所述比例阀的最大开启度K；

将所述比例阀的所述最大开启度K划分为2ⁿ份，生成比例阀开启度标识值Y，

将所述脉冲宽度标识值X和所述比例阀开启度标识值Y一一对应，生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线。

9.根据权利要求7所述的高精度的气体流量控制方法，其特征在于，所述生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线之前还包括：

在所述比例阀关闭且气路通道内部气体稳定时，获取气体流量的原始流量信号；在所述PWM脉冲的占空比由0变化到1时，获取通过所述气体流量传感器记录的气体流量；

根据所述气体流量的原始流量信号与所述气体流量传感器记录的气体流量确定校正的预处理气体流量信号；

所述生成脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线，具体包括：

根据所述校正的预处理气体流量信号生成所述脉冲宽度-比例阀开启度响应曲线。

10.根据权利要求7所述的高精度的气体流量控制方法，其特征在于，所述确定所述比例阀的期望开启度之前还包括：

在所述比例阀关闭且气路通道内部气体稳定时，获取气体流量的原始流量信号；

根据所述原始流量信号与所述当前气体流量信号确定校正后的当前气体流量信号；

所述确定所述比例阀的期望开启度，具体包括：

根据所述校正后的当前气体流量信号及设定气体流量确定所述比例阀的期望开启度。