[发明专利]自适应响应时间闭环控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及控制系统，并且本发明尤其但并非仅限于涉及用于使用自 适应闭环控制算法来控制流体流量的系统和方法。

背景技术

闭环比例积分微分(proportional-integral-derivative)(PID)控制算法可 以被调整以具有响应时间(例如，加速的响应时间)来满足流体流量应用 的控制要求。但是，调整闭环PID控制算法的响应时间来满足具体应用的 要求可能具有不想要的副作用。例如，被调整为快速算法以迅速地响应在 流体流量中突发的显著变化的闭环PID控制算法可在流体流量稳定时造成 带噪声的流量。快速算法放大了高频率传感器、模数转换器(ADC)量化 以及电子噪声，导致带噪声的控制信号。

另一方面，被调整为具有较慢的响应时间的闭环PID控制算法虽然没 有向稳定的流体流量引入噪声，但是也不能准确且迅速地校正流量条件中 突发的显著变化(例如，设定点中的突变或压力变化)。与仅实现快速或缓 慢响应时间算法相关联的问题由于非理想的情况，例如流量传感器读取的 滞后或者流量控制器元件中的非线性而变得更加复杂。因此，需要解决目 前方法的不足并且提供其它新颖且创新的特征。

发明内容

下面概述了在附图中示出的本发明的示例性实施例。在具体实施方式 部分中更详细地描述了这些及其它实施例。然而应当理解，并不存在将本 发明限制为在发明内容部分或具体实施方式部分中所描述形式的意图。本 领域技术人员可以认识到存在落入权利要求所表达的本发明的精神和范围 内的多种修改、等同和替代构造。

本发明可以提供一种使用自适应闭环控制算法来控制流体流量的系统 和方法。在一个实施例中，一种方法，包括：

接收设定点指示值，所述设定点指示值指示流体流量设定点；

接收由传感器产生的传感器指示值，所述传感器指示值指示所述流体 的流率；

偏置自适应闭环控制算法和相关联的参数，使得所述自适应闭环控制 算法具有缓慢模式；

在基于所述传感器指示值或所述设定点指示值中的至少一个满足至少 一个阈值条件时，将所述自适应闭环控制算法从所述缓慢模式修改到快速 模式，所述闭环控制算法与流量控制器相关联；

将所述自适应闭环控制算法从所述快速模式修改回到所述缓慢模式； 以及

响应于对所述自适应闭环控制算法的响应时间的修改，通过调节与所 述自适应闭环控制算法相关联的至少一个参数来稳定所述自适应闭环控制 算法。

在另一实施例中，一种方法，包括：

接收设定点指示值，所述设定点指示值指示流体流量设定点；

接收由传感器产生的传感器指示值，所述传感器指示值指示所述流体 的流率；

偏置自适应闭环控制算法和相关联的参数，使得所述自适应闭环控制 算法具有缓慢模式；

基于所述传感器指示值或所述设定点指示值中的至少一个，将反馈滤 波器从缓慢模式修改到快速模式，所述反馈滤波器与所述自适应闭环控制 算法相关联，所述自适应闭环控制算法与流量控制器相关联；

将所述反馈滤波器从所述快速模式修改回到所述缓慢模式；以及

基于对所述反馈滤波器的所述修改来改变与所述自适应闭环控制算法 相关联的调整参数，当所述反馈滤波器被修改时，改变所述调整参数以稳 定所述自适应闭环控制算法。

在又一实施例中，一种设备包括处理器和阀。处理器被配置为当基于 设定点指示值和/或由传感器产生的传感器指示值满足一个或多个阈值条件 时修改闭环控制算法的响应时间。处理器通过修改与闭环控制算法相关联 的反馈滤波器和与所述闭环控制算法相关联的调整参数来修改所述闭环控 制算法的响应时间。阀被配置为响应于由处理器基于闭环控制算法产生的 控制指示值来打开及关闭。

根据本发明的另一方面，提供了一种质量流量控制器，包括：