Lpcvd设备的温控时滞系统自校正方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，包括：对LPCVD设备各个温控区建立包含时滞误差的PID控制模型；建立包含权重系数的比例，积分，微分控制项的自校正调节项模型，并确定已建立的权重系数取值范围；建立监督控制项，用于加强LPCVD设备的温控时滞系统的稳定性。同时，本发明也公开了一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正装置，包括：控制模型模块，用于建立LPCVD设备各个温控区的包含时滞误差的PID控制模型；权重PID控制模型模块，用于建立包含处理大时滞环节权重系数的比例，积分，微分控制项模型，并确定已建立的权值系数取值范围；监督模块，用于加强LPCVD设备的温控时滞系统的稳定性。通过此种设计，提高了PID控制模型参数设置的准确性。
【专利说明】LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度自动化控制领域，特别涉及一种LPCVD设备的温控时滞系统自校
正方法与装置。
【背景技术】
[0002]根据LPCVD工艺的要求，LPCVD设备中需要设计温度控制系统，通常使用的控制方法是PID控制，控制器的参数设计是十分重要的。
[0003]由于LPCVD设备自身的实际特点，加热炉体共有5个温区，且5个温区之间相互有热干扰特性，那么5个温区控制器参数的调整考虑因素就不仅仅是自身的温区情况，还要考虑其他热干扰因素，同时设备自身具有的时滞效应使控制效应滞后，结果不尽如人意。目前的解决方法大是凭经验人为手动操作调整或离线计算调整。
[0004]手动调整的缺点是需要人员实时守候，并且系统受人为因素影响大，容易受到人为误差因素的影响，而且实时性较差。离线调整的缺点为设计时的调整环境为理想状态下的环境，而实际工作中会有各种未知的及不可量化或模型化的因素无法加入系统的环境设定中，所以离线计算调整后的效果不尽如人意，达不到预期的效果，费时费力，甚至会引起控制系统的振荡不稳定。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于解决LPCVD设备中温度时滞控制系统的设计问题，尤其是传统PID系统中各参数的设定不准确，不能在线调整的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]本发明采用如下技术方案:
[0009]一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，包含以下步骤:
[0010]I)对LPCVD设备各个温控区建立包含时滞误差的PID控制模型；
[0011]2)建立包含处理大时滞环节权重系数的比例，积分，微分控制项的自校正调节项和前馈模型，并确定已建立的权重系数取值范围；
[0012]3)建立监督控制项，用于加强LPCVD设备的温控时滞系统的稳定性。
[0013]优选的，所述步骤I)的PID控制模型的构建方式为使用增量式方式模型，该模型为
[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为温区的序号；t为时亥Ij ;ei(t)，ei(t-l)和ei(t-2)分别为第t，第t-Ι和第t-2时刻所得的误差信号；Aui⑴为控制器增量；Kip为比例系数，Kii为积分系数，Kid为微分系数。
[0016]优选的，所述步骤2)中使用[0017]
【权利要求】
1.一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)对LPCVD设备各个温控区建立包含时滞误差的PID控制模型； 2)建立包含处理大时滞环节权重系数的比例，积分，微分控制项的自校正调节项和前馈模型，并确定已建立的权重系数取值范围； 3)建立监督控制项，用于加强LPCVD设备的温控时滞系统的稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，其特征在于，所述步骤I)的PID控制模型的构建方式为使用增量式方式模型，该模型为
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为温区的序号；t为时刻Pi (t), ej (t-1)和ei (t-2)分别为第t,第t_l和第t_2时刻所得的误差信号；Aui⑴为控制器增量；Kip为比例系数，Kii为积分系数，Kid为微分系数。
3.根据权利要求1所述的一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，其特征在于，所述步骤2)中使用
4.根据权利要求1所述的一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，其特征在于，所述步骤2)中使用
5.根据权利要求1所述的一种LPCVD设备的温控系统自校正方法，其特征在于，所述步骤2)中使用
6.根据权利要求3-5任一项所述的一种LPCVD设备的温控系统自校正方法,其特征在于，a ni，ct i21，a i31, a il2，ct i22 和 ct i32 的取值沮围为 0_1。
7.根据权利要求6所述的一种LPCVD设备的温控系统自校正方法,其特征在于，am，a i2i? a i31 j ct il2j ct i22 和 ct i32 的权重值分力U为 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 --!馈值分别为 Ri 11=4，Ril2=2，Ri21=1.8，Ri22=l.1，Ri31=0.3 和 Ri32=0.1。
8.根据权利要求1所述的一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法，其特征在于，所述步骤3)监督项的建立方法为，设定误差阈值，当误差超过阈值时，启动安全保护项，将系统控制在系统温度允许范围内。
9.根据权利要求8所述的一种LPCVD设备的温控时滞系统自校正方法,其特征在于,监督项的控制模型为 叻)1 O |e(0|<einax 其中us (t)为监督控制,A (t)为监督控制数值，emax为设定的允许误差阈值。
10.一种LPCVD设备的温控系统自校正装置，其特征在于，该装置包括以下模块: 1)控制模型模块，用于对LPCVD设备各个温控区建立包含时滞误差的PID控制模型； 2)权重PID控制模型模块，用于建立包含处理大时滞环节权重系数的比例，积分，微分控制项的自校正调节项和前馈模型，并确定已建立的权重系数取值范围； 3)监督模块，用于加强LPCVD设备的温控时滞系统的稳定性。
【文档编号】G05B23/02GK103543742SQ201310503909
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】王峰, 王健, 孙少东 申请人:北京七星华创电子股份有限公司