CN101702940B - 包括利用多反对称最优控制装置的流量比率控制器的气体输送方法和系统 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于气体供应系统的多反对称最优(MAO)控制算法，该气体供应系统包括用于将单个质量流量分到多个流动管线中的流量比率控制器。在MAO控制算法中，为每个流动管线装备流量传感器和阀，由SISO反馈控制器结合线性饱和器主动控制阀，以实现目标流量比率设置点。为了实现最优控制性能，这些SISO控制器和线性饱和器是基本相同的。据证实，每个阀控制命令都与所有其他阀控制命令成多反对称。因此，MAO控制算法确保在任何时刻都至少有一个阀处于可容许最大开放位置，在针对流量比率设置点的给定集的最大总阀流导方面实现最优解。

Description

包括利用多反对称最优控制装置的流量比率控制器的气体输送方法和系统

相关申请

本申请是2005年4月21日以Junhua Ding、John A.Smith和KavehZarkar的名义提交且被转让给本受让人的美国申请No.11/111,646的部分继续申请(代理文档号No.56231-526，MKS-158)。

技术领域

本公开总体上涉及半导体处理设备，更具体而言，涉及用于向处理工具的至少两个位置输送无污染的、精确计量的量的工艺气体的流量比率控制器。更具体而言，本公开涉及将来自单个气柜的流量分送到处理工具的至少两个，优选三个或更多位置的系统和方法。

背景技术

制造半导体器件常常需要对多达十数种气体进行认真地同步并将其以精确计量的方式输送到处理工具，例如真空室。在制造过程中使用多种组方，并且可能需要很多不连续的处理步骤，其中，例如对半导体器件进行清洗、抛光、氧化、掩蔽、蚀刻、掺杂或金属化。所用的步骤、它们具体的次序以及所涉及的材料全都对制造特定器件有贡献。

因此，通常组织晶片制造设施以包括在其中执行化学气相淀积、等离子体淀积、等离子体蚀刻、溅射和其他类似气体制造过程的区域。必须为处理工具供应各种工艺气体，无论它们是化学气相淀积反应室、真空溅射机、等离子体蚀刻机或等离子体增强化学气相淀积室或任何其他装置、设备或系统。必须以无污染的、精确计量的量向工具供应纯净气体。

在典型的晶片制造设施中，气体储存于气罐中，气罐通过管路或导管连接到气体输送系统。气体输送系统包括气柜，用于向处理工具和/或反应室输送来自制造设施的气罐的无污染的、精确计量的量的纯惰性或反应气体。气柜通常包括多个气流线路，每个气流线路都具有流量计量单元，流量计量单元又可以包括阀门、压力调节器和换能器、质量流量控制器、过滤器/净化器等。每个气体管线具有其自身的入口，用于连接到独立的气源，但所有气体路径都汇聚到单个出口，用于连接到处理工具。

有时希望分离或分流相结合的工艺气体，从而可以将它们输送到单个工具的多个位置或多个处理工具。在这种情况下，气柜的单个出口通过辅助流动管线连接到多个位置。在一些应用中，例如，为了安全或其他原因，需要将上游压力保持为低于大气压力(例如，保持在15PSIA)，使用流量比率控制器来确保根据辅助流动路径之间预选比率分离气柜出口的主要流量。在美国专利No.4369031、5453124、6333272、6418954和6766260；公开的美国申请No.2002/0038669以及2005年4月21日以Junhua Ding、JohnA.Smith和Kaveh Zarkar的名义提交并转让给本受让人的未决母申请美国申请No.11/111,646(代理文献号56231-526，MKS-158)中描述了分流流量系统的范例。美国专利No.6766260的流量比率控制器是尤其相关的，因为每个辅助流动管线都是利用独立的流量传感器和控制阀控制的。

美国专利No.6766260中所示类型的流量比率控制器在初始设置之后将稳定到期望的比率分流，但流量需要时间来稳定，并且在一些应用中这可能不能令人满意。此外，穿过流量比率控制器的压强下降很高，控制器为处理辅助流动路径之一的下游阻塞提供了较差的控制性能。此外，由于一开始确定辅助流动管线中阀的固定阀位置存在困难，所以可能难以设置系统。对于使用两个辅助流动管线的当前实施例而言，必须分配高流量阀作为固定阀，分配低流量阀作为受控阀，以进行流量比率控制。

所有这些现有技术流量比率控制器都被设计成仅控制两个辅助流动管线的相对比率。在要控制分布式系统超过两个辅助流动管线的相对比率时，问题变得更为复杂。利用状态空间方式的线性时变(LTI)系统提供的动态范围不够大，控制阀的非线性阀曲线使得难以(如果不是不可能的话)仅使用一组线性化模型系数来描述多通道流量比率控制器(在下文中称为“MCMFC”)。此外，LTI系统需要控制选择变量。用作状态变量的好的候选者为压强、温度和流量。然而，这种变量并非一直可观察的。例如，热传感器无法感测到绝对流量。此外，没有任何压强信息可用于估计这些状态变量。最后，高阶状态空间控制器可能不适于需要控制通过三条或更多线路的流量比率的分布式系统。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种多通道气体输送系统包括：主要通道；至少两个辅助通道；以及流量比率控制器，所述流量比率控制器耦合到所述主要通道和所述多个辅助通道，以便通过所述主要通道接收气体并控制通过每个所述辅助通道的气体的流量相对于整个流量的比率。

根据本公开的另一方面，一种多通道气体输送系统包括：主要通道；至少两个辅助通道；以及流量比率控制器，所述流量比率控制器耦合到所述主要通道和所述多个辅助通道，以便通过所述主要通道接收气体并控制通过每个所述辅助通道的气体的流量相对于整个流量的比率，其中，所述流量比率控制器包括针对每个辅助通道的流量传感器和阀，所述阀由SISO反馈控制器和线性饱和器主动控制以实现目标流量比率设置点，其中，所有所述SISO反馈控制器都是基本相同的，且所有所述线性饱和器都是基本相同的。

根据本公开的另一方面，一种多通道气体输送系统包括：进气通道和至少两个辅助通道；包括流量传感器和阀的流量计，其被设置成控制通过每个所述辅助通道的流量；多反对称最优(MAO)控制器，其被配置和设置成控制通过所述至少两个辅助通道中的每一个的气体流量相对于通过所有辅助通道的整个组合流量的比率，其中，配置所述控制器以提供(a)对所述辅助流动管线中质量流量的基本最优控制，以维持辅助流量相对于总流量的比率，(b)对每个辅助流动管线中质量流量的控制，以将辅助流量的比率维持在预选设置点，使得如果一个流动管线中的流量减小导致所述辅助流量的比率偏离所述预选设置点，所述控制器将调节通过所述辅助流动管线的相对辅助流量，以便使所述比率返回到所述预选设置点；其中，至少一个所述阀在工作的任一时刻提供基本最大可容许的阀流导(valveconductance)位置，而其他阀得到主动控制，以维持通过相应的辅助通道的每一个的流量比率的预选值。

最后，根据本公开的另一方面，提供了一种根据任何时刻针对流量比率设置点给定集{r_spi}的基本最优控制方案来控制来自主要通道的气体通过多个辅助通道中的每一个的流量相对于整个流量的系统和方法。所述方法包括：

(i)确定通过每个所述辅助通道的测量流量比率；

(ii)根据通过每个辅助通道的测量流量确定测量总流量(Q_Tm)；

(iii)将通过每个所述辅助通道的测量流量比率与相应的流量比率设置点比较，以便产生针对每个这种辅助通道的误差信号；以及

(iv)向相应的SISO反馈控制器施加每个误差信号，以产生与用于控制通过相应辅助通道的气体流量的相应控制阀相关联的阀控制命令，以便实现通过相应的辅助通道的流量比率设置点给定集。

附图说明

参考附图，其中，所有附图中附图标记相同的元件表示类似元件，且其中：

图1是包括根据本公开配置的流量比率控制器的多通道气体输送系统优选实施例的总体框图，以便均相对于通过所有通道输送的总流量通过相应通道输送预定比率的气体流量；

图2是对于典型的常开阀在不同上游压力下阀控制信号与流量关系的图解表示；

图3是针对多通道流量比率控制器(MCFRC)系统流量比率的给定集的多阀控制方案范例的图解表示；

图4是针对MCFRC系统流量比率的给定集的最优阀控制方案的图解表示，示出了针对MCFRC的设置，例如图1实施例中所示的设置，实现了最大可允许总阀流导；以及

图5是优选的多反对称最优(MAO)控制器的功能框图，配置和设置控制器以便相对于通过所有通道的整个组合流量控制通过多个通道中的每一个的气体流量比率。

具体实施方式

参考图1，本公开为包括流量比率控制器的多通道气体输送系统提供了新颖的控制方法，流量比率控制器被设置成相对于整个流量精确控制通过每个辅助流动路径或多通道气体输送系统的通道的气体流量比率。该控制系统和方法旨在使用流量计量系统，用于向半导体处理工具、反应室和/或其他系统、设备和装置供应无污染的、精确计量的量的工艺和净化气体。该控制系统和方法的优点在于，将单个气体流量分离成多个已知的、精确的预选比率的相对值的多个次级流量，而无需较高的上游压强。流量比率控制器在图1中用106一般性地示为多通道气体输送系统102的一部分，其选择性地从104a、104b、104c、104d处以举例方式示出的气源(例如气罐)接收包括例如若干工艺气体和净化气体的多种气体的单独一种或混合物。气柜112向流量比率控制器106供应气体混合物，后者被示为连接到相应的工艺室108a、108b、…108i(或者，气体可以被计量到单个工艺室和或其他处理工具的不同注射器或区域)。气柜112包括多个气体调节杆(gas stick)，例如被示为114a、114b、114c和114d，每个气体调节杆优选流体方式连接到相应的气源104，用于单独控制来自相应气源104的气体流量。尽管图1中示出了四个气源104和相应的气体调节杆114，气源和气体调节杆的数量可以是任意数量(包括一个)。每个气体调节杆114例如包括质量流量控制器(MFC)、位于MFC之前的阀和位于MFC之后的阀，例如，如美国专利No.6418954所示。气体调节杆114均提供可控的气体通路，从而能够向流量比率控制器106供应无污染的、精确计量的量的气体或气体组合，然后以预选的流量比率将其分流/分离到工艺室108a、108b...108i。尽管未示出，还可以为每个气体调节杆装备用于监测或控制气体的其他部件，例如过滤器、净化器、压力换能器、控制器等。气体调节杆114一起连接到排气支管116，例如用于允许来自每个调节杆的气体流在离开气柜之前(如果希望)被混合。排气支管连接到流量比率控制器106。

流量比率控制器106包括两个或更多流动路径或线路122a、122b…122i。每个流路径包括传感器124和阀126。传感器124产生在控制阀126期间使用的流量信号，以便控制通过每个流路径的质量流量。就这样共同使用传感器和阀来控制每个流动路径的相应输出质量流量Q₁、Q₂…Q_i…Q_n，从而控制如下定义的流量比率：

r_i＝Q_i/Q_T，i＝1，2，…，n    (1)

其中r_i是线路122i的流量比率，Q_i是通过线路122i的流量，Q_T是如下定义的所有流动线路122的总流量

Q_T＝∑Q_i＝Q₁+Q₂+…+Q_n。(2)

根据方程(1)和方程(2)，所有流量比率之和等于1，可以将其表示为

∑r_i＝r₁+r₂+…+r_i+…+r_n＝1 (3)

在这里所述的实施例中，控制阀126a、126b...126i为常开阀，但应当认识到也可以全部利用常闭阀或两者的一些组合设计所披露的系统。每个流动路径的出口线路130a、130b...130i连接到相应的处理工具，在图1中，处理工具分别是处理室108a、108b...108i。依次为处理室装备连接到控制阀的出口，控制阀优选形式为闸阀132a、132b...132i，控制阀反过来和一个或多个真空泵134流体相通，用于通过处理室从气罐抽气。或者，出口线路可以分别连接到仅一个处理工具中的相等数量的位置，或两个或更多处理工具的每个中的一个或多个位置。控制器136在其他功能之中，用于接收流量比率设置点输入r_spi，一个输入针对一条线路122i。从下文将更加明了，r_spi是线路122i中的流量相对于总流量Q_T的流量比率的预选值或设置点。配置控制器以将通过流动线路122a、122b...122n的每一个的质量流量的比率(相对于总流量)控制和维持在相应设置点。

对图1的MCFRC系统进行相应分析和建模，以为每个辅助流动线路中提供的流量比率和流量提供更快的稳定时间(settling time)，并针对流量比率设置点的给定集提供通过MCFRC的最小压降。据发现，流量和流量比率的稳定时间与如下定义的MCFRC系统的时间常数τp成正比

τp＝V_u/C_T                      (4)

其中，V_u是MCFRC的上游体积。C_T是如下定义的MCFRC的总阀流导

C_T＝∑C_i(I_i)，i＝1，2，…，n    (5)

其中，C_i(I_i)是阀126i的阀流导，其是阀电流I_i的函数。通常，可以由下式确定阀流导C_i

C_i(I_i)＝Q_i/P_u，                 (6)

其中，P_u是MCFRC的上游压强。还发现可以由下式确定上游压强P_u

P_u＝Q_T/C_T                       (7)

从方程(4)和方程(7)可以看出，为了实现流量和流量比率的最快稳定时间以及最低上游压强(从而通过MCFRC系统的最小压降)，必须使MCFRC系统的总阀流导C_T最大化。因此，如果一种控制算法能够在任何时候针对流量比率设置点的给定集实现最大总阀流导，流量比率控制器将在流量比率和流量的最快稳定时间以及通过流量比率控制器的最小压降方面实现最优控制性能。

如以下段落所示，在具有常开阀的MCFRC系统中，在针对流量比率设置点的给定集{r_i}的最大总阀流导方面，有一种且仅有一种最优方案。这些结果也适用于具有常闭阀的MCFRC系统。图2示出了对于可能位于每个辅助流动管线中的类型的典型常开阀而言，阀控制电流I_i与流量Q_i的关系的图解表示。在四种上游压强50、100、150和200托，而下游压强接近O托时，针对典型的常开阀示出了四组示范性阀曲线，包括阀电流增大和减小测量结果。如图所示，对于常开阀而言，阀流导随着阀电流增大而减小。对于这种常开阀，在I＝0或阀完全打开位置，实现最大的阀流导。

辅助流量比率α_i可以定义为

α_i＝r_i/r₁＝(Q_i/Q_T)/(Q₁/Q_T)＝(Q_i/Q₁)，i＝1，2，…，n    (8)

其中，α_i为流动通道i和流动通道1之间的流量比率(假设Q₁≠0)。流量比率的给定集{r_i}提供了辅助流量比率的相应集{α_i}。图3示出了以阀电流(I_i)与修正流量关系的方式(Q_i/α_i)绘制的所有修正阀曲线。如果水平线与图3所示的所有修正阀曲线都具有交点，交点必需满足如下条件：

Q₁＝Q₂/α₂＝...Q_i/α_i＝…＝Q_n/α_n     (9)

这就是满足辅助流量比率{α_i}或流量比率{r_i}的给定集的条件。相应于交点的阀电流集{I_i}为MCFRC系统提供了实现流量比率给定集{r_i}的方案。如图所示，这些修正阀曲线与任何水平线的交点给出了一组满足流量比率给定集{r_i}的一组阀电流{I_i}的解。换言之，MCFRC系统有多种方案来实现流量比率的给定集{r_i}。这些多个方案之间的差异为总阀流导C_T。水平线越高，如图3所示，总阀流导就越高。可以增加水平线的高度以获得更高的总阀流导方案，直到水平线不可能与所有修正阀曲线有交点为止。

图4示出了为了让MCFRC系统实现流量比率的给定集{r_i}在最大总阀流导方面的最优方案。当存在处于完全开放位置或I_j＝0的阀j时，获得最优方案。水平线高度的任何进一步提高都不会产生任何解，因为有效解是水平线与所有修正阀曲线的交点。因此，如图4所示，MCRC系统要实现流量比率的给定集{r_i}有一个且仅一个最优解，并且最优解就是有处于完全打开位置或I_j＝O的阀j。另一方面，如果在MCFRC系统中有处于完全开放位置或I_j＝O的阀，且实现流量比率的给定集{r_i}，则MFCFRC系统处于具有最大总阀流导的最优解。

在以下段落中，图5中所示的多反对称最优(MAO)控制算法被示为是在任何给定时间的最优解，即，对于具有常开阀的MCFRC系统，始终有处于完全开放位置或I_i＝O的阀。这些结果也适用于具有常闭阀的MCFRC。

优选地，配置MCFRC系统，从而利用MCFRC控制器136同时控制所有的阀126。MCFRC控制器136从主控制器140接收流量比率设置点集{r_spi}，并向主控制器140报告实际测量的流量比率{r_mi}和其他MCFRC状态信息。图5中示出了在MCFRC控制器中实施的MAO控制算法的细节。采集流量传感器124的输出{Q_mi}并求和，以产生结172处的测量总流量Q_Tm。然后计算测得的流量比率{r_mi＝Q_mi/Q_Tm}并与流量比率设置点集{r_spi}比较，以产生误差信号{e_i＝r_spi-r_mi}。然后将误差信号{e_i}馈送到相同的单输入单输出(SISO)控制器164{K_i(s)}以产生阀控制命令{I_ci}。控制器164可以是任何类型的SISO控制器，例如PID控制器、超前滞后(lead-lag)控制器、基于模型的控制器等；但控制器164是相同的，即相同类型和相同的控制参数，以便实现最优性能结果。首先将结165处的最优偏置电流Io减去阀控制命令{I_ci}，然后通过具有下限I_o和上限I_m的线性饱和器166对它们进行调整，从而获得给予阀126的最终阀驱动电流{I_i}。每个线性饱和器166被定义为

其中，I_o用作饱和下限，I_m作为饱和上限。

可以由软件或硬件实现MAO控制算法中的线性饱和器166。很多阀驱动电路具有输出下限和上限。如果最优偏置电流Io正好是常开阀的输出下限或常闭阀的输出上限，则不需要由固件或软件实施线性饱和器166。

最优偏置电流I_o是提供最大阀流导的容许电流。对于如图2所示的常开阀，最优偏置电流为零，即I_o＝0。可以看出，每个流动通道具有相同的反馈控制回路结构，其包括流量传感器、SISO控制器和流量阀。

如图5所示的MAO控制算法可以被示为能够在任何时刻针对流量比率设置点的给定集{r_spi}实现最优控制解，即，对于具有常开阀的MCFRC系统而言，始终有处于完全开放位置或I_j＝O的阀126j。可以证明，线性饱和器之前的任何流动通道i的阀控制命令I_ci(i＝1，2，...N)与所有其他阀控制命令I_cj(j＝1，2...N，& j≠i)之和反对称，如下：

$I_{\mathrm{ci}}=-\underset{\underset{j\≠i}{j=1}}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{cj}},(i=\mathrm{1,2},...,N)---\left(10\right)$

这种性质被称为多反对称性。可以进一步证明，在线性饱和器之后至少有一个阀驱动电流I_k等于最优偏置电流I_o，如下：

I_k＝I_o，(k ∈[1，2，...，N])            (11)

因此，在这里将图5所示的控制算法称为“多反对称最优”(或“MAO”)控制。MAO控制算法保证针对MCFRC系统在任何时刻都实现最优解。如上所述，在最优解处，总阀流导得到最大化，稳定时间和跨过MCFRC的压降都得到最小化。

MAO算法未明确指出哪个阀处于完全开放位置，但如上所述因为方程(10)的多反对称性质，其确保所有流量阀的至少一个阀处于完全开放位置。如图1所示，所有流量阀都具有相同的上游压强条件，因为它们共享同一入122。如果所有流量阀都具有类似的下游压强条件，具有最高流量的阀应当处于完全开放位置。然而，如果在低流量通道之一中发生严重下游阻塞问题，MAO控制算法将把下游阻塞流量通道的流量阀驱动至更加开放的位置，直到(如必要的话)其停止在完全开放位置。如果不满足流量比率设置点，则MAO控制算法则将会把一开始位于完全开放位置的最高流量阀驱动到更加闭合的位置，以便实现目标流量比率设置点。通过这种方式，MAO控制算法能够自动应对不同流动通道中严重的下游阻塞问题。

MAO算法还可以应用于两通道流量比率控制器的特殊情况。这种布置与2005年4月21日以Junhua Ding、John A.Smith和Kaveh Zarkar的名义提交且被转让给本受让人的未决母申请美国申请No.11/111646(代理文档号56231-526，MKS-158)中所述的DAO控制算法不同。未决申请中披露的DAO控制算法使用单个SISO控制器来控制两个辅助通道，而本申请的MAO算法会需要两个相同的控制器，每一个用于两个辅助通道的每一个，以获得最优性能结果。对于MAO或DAO算法来说，阀控制命令I_c1和I_c2具有如下的反对称性质

I_c1＝-I_c2                      (14)

向两通道流量比率控制器应用MAO算法使得两个SISO控制器是相同的。可以取消MAO算法所需的SISO控制器之一，并如方程(14)所示那样将负控制输出命令-I_c转换成另一个阀控制循环。通过这种方式，MAO控制算法将变得与未决申请中所述的用于两通道流量比率控制器的DAO控制算法相同。然而，如下所述，可能希望使用两个不同的SISO控制器或两个不同的线性饱和器，其中例如可以容忍不是最优的性能。

于是，将MAO控制器配置成提供以下功能：

(a)辅助流动管线中质量流量的反对称最优控制，以便将辅助流量相对于总流量的比率维持在预选的设置点比率；

(b)至少一个阀处于最优阀电流I_o，在工作的任一时刻提供最大容许阀流导，而对另一个阀进行主动控制，以维持流量比率的预选设定值；以及

(c)控制辅助流动管线中的质量流量，以便将辅助流量的比率维持在预选设置点，如果一个流动线路中的流量降低，辅助流量的比率从预选设置点偏离，控制器将调节通过辅助流动管线的相对辅助流量，以便使比率返回预选设置点。

于是，描述了根据本公开提供的新的改进气体输送系统和方法。已经通过例示而非限制的方式给出了本说明书中描述的示范性实施例，本领域的技术人员可以做出各种变化、组合和替换而不脱离本公开在其较宽意义上且如所附权利要求阐述的精神或范围。例如，尽管已经将阀大部分描述为常开阀，对于常闭阀而言也是有效的。此外，如上所述，为了获得最优控制性能，控制器164是相同的SISO反馈控制器，即，控制器是同样类型的且具有相同的控制参数。此外，为了获得最优控制性能，相同的线性饱和器是必需的。不过，在很多应用中，次最优性能是可以接受的，这样SISO反馈控制器和/或线性饱和器不是相同的，和/或任一个阀在工作期间都不是完全打开的(在这种情况下，未提供最大阀流导)。在该语境中，术语“基本最优”应当表示少于100％的一些百分比的最优性能，但高到足以实现期望结果。例如，这种次最优性能对于一些应用而言可以是最优的95％，且仍然提供了满意的结果。在仅控制两个辅助流动管线的语境中，这将使得SISO反馈控制器和/或线性饱和器不相同而仅基本相同成为必要，且一定需要提供与关于DAO的未决申请中所述不同的实施的两个反馈控制器。

本文披露的气体输送系统和方法及其所有元件包含在如下权利要求的至少一项的范围内。本文所披露系统和方法的任何元件都并非意在被弃权，它们也并非意图限制对权利要求的解释。在这些权利要求中，除非特定这样指出，提到单数形式的元件并非要表示“仅仅一个”，而是表示“一个或多个”。通过引用将本公开全文所述的各种实施例的要素的、为本领域的普通技术人员所知或稍后所知的所有结构和功能等价明确并入本文，并意图将其涵盖于权利要求之中。此外，本文披露的任何内容都不意在奉献给公众，无论这种披露是否明白地记录在权利要求中都是这样。除非利用短语“用于……的装置”来明确表述要素，或者在方法权利要求中利用短语“用于……的步骤”来表述要素，否则不应按照35U.S.C.§112第六款的规定来解释任何权利要求的要素。

Claims (5)

1.一种根据任何时刻针对流量比率设置点给定集{r_spi}的基本最优控制方案来控制来自主要通道的气体通过多个辅助通道中的每一个的流量相对于整个流量的比率的方法，其中，所述方法包括：

(i)确定通过每个所述辅助通道的测量流量比率；

(ii)根据通过每个所述辅助通道的测量流量确定测量总流量（Q_Tm）；

(iii)将通过每个所述辅助通道的测量流量比率与相应的流量比率设置点比较，以便产生针对每个这种辅助通道的误差信号；以及

(iv)向相应的SISO反馈控制器施加每个误差信号，以产生与用于控制通过相应辅助通道气体流量的相应控制阀相关联的阀控制命令，以便实现通过相应辅助通道的流量比率设置点给定集，其中，所述SISO反馈控制器位于用于每个控制阀的线性饱和器之前，并且由所述SISO反馈控制器产生的任何流动通道i的阀控制命令I_ci与所有其他阀控制命令I_cj之和反对称，如下：

$I_{\mathrm{ci}}=-\underset{\stackrel{j=1}{j\≠}i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{\mathrm{cj}},(i=\mathrm{1,2},...,N)$

其中，N是辅助流动通道的总数，并且

其中，每个线性饱和器被定义为：

其中，I_o用作饱和下限，I_m用作饱和上限。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

根据与每个控制阀相关联的最优偏置电流减去相应的阀控制命令为每个所述控制阀产生最终阀驱动电流{I_i}；并利用相应的线性饱和器调整每个最终驱动电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，调整每个最终驱动电流是由软件实现的。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，调整每个最终驱动电流是由硬件实现的。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，至少有一个控制阀在任何时刻都处于最大容许开放位置。

Images