[发明专利]流量控制装置和流量控制方法

说明书

流量控制部包括：传感器模型存储部；输出流量模拟值的流量模拟值输出部，所述流量模拟值是当输入了流量设定值时所述传感器模型输出的流量值；反馈控制部，基于流量测量值和流量模拟值的偏差，输出流量反馈值；以及阀控制部，基于根据流量设定值计算出的流量前馈值和流量反馈值，控制向所述阀施加的阀施加电压，所述流量模拟值输出部在相对于流量设定值具有规定的时间延迟的状态下输出流量模拟值。

技术领域

本发明涉及用于控制流体的流量的流量控制装置和流量控制程序。

背景技术

在半导体制造工序中使用的流量控制装置被要求使实际流量值在短时间内追随由用户设定的流量设定值。

为了满足所述的要求，例如专利文献1所示的流量控制装置包括流量传感器、阀以及通过所述阀控制流量的流量控制部，所述流量控制部通过二自由度控制来控制所述阀的开度，所述二自由度控制组合了基于从所述流量传感器输出的流量测量值进行的反馈控制和基于设定的流量设定值进行的前馈控制。

即，所述流量控制装置的意图在于，通过反馈控制对超调等进行补偿，并且通过前馈控制使实际流量值高速地追随流量设定值。

但是，在专利文献1中记载的二自由度型流量控制装置中，难以将过度响应时的实际流量值的响应特性整形为理想的特性。

具体地说，考虑输入了阶跃输入作为流量设定值时的实际流量值的响应。由于从所述流量传感器输出的流量测量值相对于在流道内流动的流体的实际流量值具有时间延迟，所以如果单纯地对流量设定值和流量测量值的偏差进行反馈，则在过度响应初期会产生大的偏差。因此，变成在过度响应初期以比通过前馈控制指定的本来需要的固定开度大的开度来控制阀，从而产生超调。此后，通过反馈控制以使阀的开度变小的方式进行控制，以消除所述超调。

由此，如果由所述流量传感器测量的流量测量值存在时间延迟，则会产生超调、提高增益时控制变得不稳定等情况，从而难以使实际流量值追随流量设定值。因这种时间延迟产生的控制的问题在流量传感器为热式流量传感器时特别显著。

即，现状是在进行二自由度型流量控制时不能仅在适当的条件下进行反馈控制。

现有技术文献

专利文献1：美国专利公开公报US2011/0054702号。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明是鉴于所述的问题而做出的发明，本发明的目的在于提供一种流量控制装置，能够使从流量传感器输出的流量测量值的时间延迟对流量控制造成的影响变小，并且能够使实际流量值高速地追随流量设定值。

解决技术问题的技术方案

即，本发明的流量控制装置，其包括：流量传感器，测量在流道内流动的流体的流量；阀，设置在所述流道上；以及流量控制部，基于由所述流量传感器测量出的流量测量值和流量设定值，通过所述阀控制流量，所述流量控制部包括：传感器模型存储部，存储传感器模型，所述传感器模型模拟所述流量传感器单体的响应特性；流量模拟值输出部，输出流量模拟值，所述流量模拟值是基于所述流量设定值和所述传感器模型计算出的流量值；反馈控制部，基于所述流量测量值和所述流量模拟值的偏差，输出流量反馈值；以及阀控制部，基于根据所述流量设定值计算出的流量前馈值和所述流量反馈值，控制所述阀，所述流量模拟值输出部输出包含规定的时间延迟的所述流量模拟值。

按照该流量控制装置，由于所述流量反馈控制部基于包含时间延迟的流量测量值和通过所述流量模拟值输出部再现时间延迟的流量模拟值的偏差，输出流量反馈值，所以能够使输出的流量反馈值是反映了流量传感器的时间延迟的流量反馈值。