使用模式參考及模糊邏輯技術設計一新氣體流量控制器

Abstract

本論文提出一個以$~PC-Based~$為架構，使用系統判別、模式參考及模糊邏輯技術來設計一新的氣體流量控制器。首先，利用遞迴式最小平方法(RLS)來求得FIR順向模型(ForwardModel)及逆模型(InverseModel)系統之模型參數，逆模型系統係數是使用來補償開機時的時間延遲現象。然後引用模式參考(ModelReference)技術及所求得之模型係數設計最佳的kp及 ki控制參數。最後再以模糊邏輯控制，設計出可以根據氣體流量設定值、壓力大小不同，而能適時調整出最適當控制力的模糊邏輯氣體流量控制器。我們以PC實現此控制器，並經實驗得到令人滿意的結果。

In this thesis, we present a new design approach for mass flow controller using the techniques of system identification, model reference, and fuzzy logic. First, the plant is modeled as an FIR filter of which the coefficients are identified in terms of recursive least squares(RLS) method. The inverse model, which is used for compensating the initial delay, is also obtained similarly. The model reference technique is then used to design optimal PI control parameters, Kp, Ki, from the obtained models corresponding to various flow rates. Finally,applying the fuzzy-logic technique to merge together various PI control results in a new MFC controller. Such controller is implemented in a PC and tested successfully for various flow rates and gas pressures. 英文摘要 誌謝 圖目錄 表目錄 第一章、緒論 1.1研究動機與目的 1.2研究背景 1.3研究方法與系統架構 1.4論文架構 第二章、氣體流量控制器基本架構與感測原理 2.1流量控制器的基本架構與方塊流程圖 2.2熱差式流量測量的基本原理 第三章、氣體流量系統模型及逆模型之判別 3.1開迴路氣體流量系統 3.2FIR結構及遞迴式最小平方法 3.3氣體流量系統模型判別之實作 第四章、氣體流量PI控制器之設計及實作 4.1利用模式參考設計PI控制器 4.2PI控制參數的決定及實作結果 第五章、模糊控制之氣體流量控制器 5.1模糊控制系統 5.2PI式模糊控制器 5.3模糊控制器的設計 5.4模糊氣體劉量控制器實作結果 第六章、結論 參考文獻 附錄A、利用遞迴式最小平方法所得之氣流量系統逆模型參數