CN119916848B - 一种用于多通道气体流量比例控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多通道气体流量比例控制方法及系统，所述方法包括，采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益；当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。本发明通过PID控制、电压前馈和变速增益相结合的控制策略来精确控制流量比例，确保了系统的稳定性和控制精度。

Description

一种用于多通道气体流量比例控制方法及系统

技术领域

本发明涉及气体流量控制技术领域，具体涉及一种用于多通道气体流量比例控制方法及系统。

背景技术

在半导体制造过程中，有些工艺过程会使用一种或多种前体气体，这些气体在反应室中通过化学反应产生固态薄膜材料，然后沉积在半导体晶片表面。对于不同的前体气体，需要能够精确地控制其流量，以确保反应的准确性和稳定性。特别是在制造精密度不断提高的芯片中，任何微小的流量波动都可能影响薄膜的厚度、均匀性和电性能。因此，半导体行业对气体流量比例控制系统的精度和响应速度有着极高的要求。

目前，如图1所示，现有的流量比例控制器（Flow Ratio Controller，FRC）使用传统PID算法结合最大通道全开的逻辑通过质量流量控制器（Mass Flow Controller，MFC）进行通道比例控制，由于各通道阀门通流能力差异，容易导致在同时设置多个相同或相近的最大比例通道时，如图2-4所示，图2-4中横坐标均表示时间，纵坐标均表示反馈比例，存在达不到设定比例的问题；并且在使用过程中，传统PID调节往往会存在调节速度过慢或超调等问题。

因此，有必要提供新的用于多通道气体流量比例控制方法及系统。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供用于多通道气体流量比例控制方法及系统通过PID控制、电压前馈和变速增益相结合的多层次控制策略来精确控制流量比例，以应对不同阀门通流能力和调节速度差异带来的比例波动以及超调问题，从而确保系统的稳定性和控制精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于多通道气体流量比例控制方法，包括：

S1，采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；

S2，设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；

S3，构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；

S4，当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；

S5，实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；

S6，计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

进一步的，所述各次级通道内的流量比例计算公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为通过i通道的实际流量，为上游流量。

进一步的，所述设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为第一次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第二次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第三次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第四次级通道相对于上游流量的实际流量比例；

所述各次级通道内的流量比例设定值的总和为1公式为：

其中，为对应i通道流量比例设定值，为第一次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第二次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第三次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第四次级通道相对于上游流量的流量比例设定值。

进一步的，所述构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛，包括：

基于系统模型和内模，构建内模控制器传递函数为：

其中，为闭环控制器传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型；

在内模控制器传递函数内引入滤波器，设为中最小相位的部分，则内模控制器的设计公式为：

其中，为内模控制器传递函数，为系统模型的逆（仅取最小相位部分），为低通滤波器；

滤波器为，且为可调参数，r的取值根据实际输入选取。

进一步的，所述构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛，还包括：

根据内模控制器传递函数，建立闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为闭环控制器传递函数，为系统模型；

将内模控制器传递函数代入，进一步得到闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型，为系统模型。

进一步的，所述实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级，包括：

步骤S51，输入各次级通道的流量比例设定值、流量比例反馈值，误差稳态差异值、误差变化率稳态差异值和单通道全开电压；

步骤S52，当某个次级通道的流量比例设定值等于当前最大流量比例设定值时，进行误差检测判断；

步骤S53，若在连续10个采样周期内，该通道的反馈误差均小于误差稳态差异值且该通道的反馈误差变化率均小于误差变化率稳态差异值，则判定该通道稳定，设为最大通道；否则，将各次级通道进行排序优先级，选择误差最小的次级通道为最大通道；

步骤S54，更新最大次级通道序号为，并对最大次级通道施加单通道全开电压，其余通道则按照内模控制算法计算电压。

进一步的，所述非最大通道电压值计算公式为：

其中，为k时刻的非最大通道电压值，为k-1时刻的非最大通道电压值，为k时刻的i通道的流量比例设定值，为闭环控制器传递函数。

一种用于多通道气体流量比例控制系统，应用于上述用于多通道气体流量比例控制方法，所述系统包括：

数据采集计算模块，用于采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；

初始化设定模块，用于设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；

内模控制计算模块，用于构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；

前馈触发控制模块，用于当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；

通道重新排序模块，用于实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；

通道电压控制模块，用于计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

本发明还一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，所述一个或一个以上的指令内的处理器执行时实现如上述一种用于多通道气体流量比例控制方法。

本发明还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条程序指令；所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现上述一种用于多通道气体流量比例控制方法。

本发明的有益效果是：本发明的一种用于多通道气体流量比例控制方法，包括：采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。本发明的用于多通道气体流量比例控制方法使用内模控制算法，结合前馈算法，大大减弱由于各通道通流能力差异和调节比例不同带来的调节速度差异引起的比例波动以及超调问题，大大提高了系统的稳定性和控制精度；本发明在PID控制器的基础上加入内模控制，解决了固定PID增益引起的超调问题，有效提升了系统的响应速度，并在一定程度上缓解了不同调节比例导致的调节速度差异引起的比例波动问题；根据通道反馈比例对通道进行重新排序，确保达到设定比例：根据监测反馈比例调节速度和误差判断是否重新排序，重新排序后解决多个相近或相等最大设定通道由于通流能力无法达到设定比例的问题；本发明的控制策略具备快速的响应速度和良好的同步控制效果，实现了气体流量比例分配的高精度控制。大大提升了系统在半导体制造等应用中的控制质量和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图中：

图1为本发明的背景技术中提到的流量比例控制器的原理图；

图2为本发明的背景技术中提到的第一种流量调节达不到设定比例的示意图；

图3为本发明的背景技术中提到的第二种流量调节达不到设定比例的示意图；

图4为本发明的背景技术中提到的第三种流量调节达不到设定比例的示意图；

图5为本发明的第一实施方式提供的用于多通道气体流量比例控制方法的流程图；

图6本发明的第一实施方式提供的流量比例控制系统控制算法框图；

图7本发明的第一实施方式提供的控制器组成部分原理图；

图8本发明的第一实施方式提供的调整最大通道优先级的流程图；

图9为本发明的第一实施方式提供的第一种采用用于多通道气体流量比例控制方法的测试结果示意图；

图10为本发明的第一实施方式提供的第二种采用用于多通道气体流量比例控制方法的测试结果示意图；

图11为本发明的第一实施方式提供的第三种采用用于多通道气体流量比例控制方法的测试结果示意图；

图12为本发明的第二实施方式提供的用于多通道气体流量比例控制系统的模块示意图；

图13是根据本发明第三实施方式提供的网络侧服务端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施方式：

本发明的第一实施方式提供了一种用于多通道气体流量比例控制方法，包括：用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。本发明的用于多通道气体流量比例控制方法通过PID控制、电压前馈和变速增益相结合的多层次控制策略来精确控制流量比例，以应对不同阀门通流能力和调节速度差异带来的比例波动以及超调问题，从而确保系统的稳定性和控制精度。

下面对本实施方式的用于多通道气体流量比例控制方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须，本实施方式的具体流程如图5所示。

步骤S1，采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算次级通道内的流量比例。

具体而言，所述采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算次级通道内的流量比例包括以下步骤：

步骤S11，采用气体质量流量传感器获取上游流量，采用气体质量流量传感器获取四个次级通道内的实际流量，，，。

步骤S12，计算上游流量与各次级通道流量之间的关系，验证上游流量的一致性。

所述上游流量的计算公式为：

其中，为通过i通道的实际流量，为上游流量，为通过第一次级通道的实际流量，为通过第一次级通道的实际流量，为通过第三次级通道的实际流量，为通过第四次级通道的实际流量。

通过上游流量计算公式，确保上游流量为各次级通道流量之和进而验证流量分配的一致性。

步骤S13，计算各次级通道内的实际流量比例，确保流量分配逻辑正确。

所述各次级通道内的流量比例计算公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为通过i通道的实际流量，为上游流量。

步骤S2，设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1。

具体而言，设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为第一次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第二次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第三次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第四次级通道相对于上游流量的实际流量比例。

设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1，保证流量分配的逻辑正确性。

各次级通道内的流量比例设定值的总和为1公式为：

其中，为对应i通道流量比例设定值，为第一次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第二次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第三次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第四次级通道相对于上游流量的流量比例设定值。

步骤S3，构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛。

具体而言，如图6、图7所示，所述构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛具体包括以下步骤：

步骤S31，基于系统模型和内模，构建内模控制器传递函数为：

其中，为闭环控制器传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型。

通过构建内模控制器传递函数，结合实际系统模型与内部模型，提升控制鲁棒性，抑制外部扰动。

由于在实际的系统中很难得到（若为积分模型，则作为微分环节无法单独存在），所以内模控制器传递函数内引入滤波器，设为中最小相位的部分，则内模控制器设计公式为：

其中，为内模控制器传递函数，为系统模型的逆（仅取最小相位部分），为低通滤波器。

滤波器为，且为可调参数，r的取值根据实际输入选取。通过调整滤波器的参数，可以改善系统的性能，增强系统的稳定性、提高对高频噪声的抑制能力。

步骤S32，内模控制器传递函数展开为PID形式并匹配参数。

具体的，把内模控制器传递函数展开为PID形式，匹配比例、积分、微分项参数，通过结合PID控制的优点，使系统能够更精准地控制流量，有效抑制超调现象，加速系统收敛，提升控制效果。

步骤S33，根据内模控制器传递函数，建立闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为闭环控制器传递函数，为系统模型。

将内模控制器传递函数代入，进一步得到闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型，为系统模型。

因为，则可以由终值定理推导出在无穷的情况下，所以在阶跃响应的情况下，即使没有得到精确的模型，也可以做到输出跟踪设定值的目标。

通过闭环系统响应方程实现动态调整控制增益，通过不断调整增益，观察系统输出的实际流量比例对设定值输入的目标流量比例的跟踪情况，验证系统的跟踪性能，确保系统能快速、准确地跟踪设定值。

步骤S4，当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例。

具体而言，当通道中通流能力较弱的通道当前比例与最大比例一致时，该通道电压会超过最大电压，造成下一次调节较慢。

作为示例，#3通道通流能力较弱，当前比例为5/5/45/45，此时#3通道电压大于，若下一次设定比例为45/5/5/45时，#3通道首先要越过死区，造成调节慢；加入前馈调节确保快速跨过阀门死区，加快系统调节速度，所以当检测到设定值发生变化时，同时给四个通道进行全开前馈。

步骤S5，实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级。

具体而言，如图8所示，所述实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级的具体步骤包括：

步骤S51，输入各次级通道的流量比例设定值、流量比例反馈值，误差稳态差异值、误差变化率稳态差异值和单通道全开电压。

步骤S52，当某个次级通道的流量比例设定值等于当前最大流量比例设定值时，进行误差检测判断。

步骤S53，若在连续10个采样周期内，该通道的反馈误差均小于误差稳态差异值且该通道的反馈误差变化率均小于误差变化率稳态差异值，则判定该通道稳定，设为最大通道；否则，将各次级通道进行排序优先级，选择误差最小的次级通道为最大通道。

步骤S54，更新最大次级通道序号为，并对最大次级通道施加单通道全开电压，即为单通道全开电压；其余通道则按照内模控制算法计算电压。

步骤S6，计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

具体而言，所述非最大通道电压值计算公式为：

其中，为k时刻的非最大通道电压值，为k-1时刻的非最大通道电压值，为k时刻的i通道的流量比例设定值，为闭环控制器传递函数。

本发明的一种用于多通道气体流量比例控制方法，包括：采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。如图9-11所示，图9-11中横坐标均表示时间，纵坐标均表示反馈比例，本发明的用于多通道气体流量比例控制方法使用内模控制算法，结合前馈算法，大大减弱由于各通道通流能力差异和调节比例不同带来的调节速度差异引起的比例波动以及超调问题，大大提高了系统的稳定性和控制精度；本发明在PID控制器的基础上加入内模控制，解决了固定PID增益引起的超调问题，有效提升了系统的响应速度，并在一定程度上缓解了不同调节比例导致的调节速度差异引起的比例波动问题；根据通道反馈比例对通道进行重新排序，确保达到设定比例：根据监测反馈比例调节速度和误差判断是否重新排序，重新排序后解决多个相近或相等最大设定通道由于通流能力无法达到设定比例的问题；本发明的控制策略具备快速的响应速度和良好的同步控制效果，实现了气体流量比例分配的高精度控制。大大提升了系统在半导体制造等应用中的控制质量和可靠性。

第二实施方式：

如图12所示，本发明的第二实施方式提供用于多通道气体流量比例控制系统，所述系统包括：数据采集计算模块201、初始化设定模块202、内模控制计算模块203、前馈触发控制模块204、通道重新排序模块205、通道电压控制模块206。

具体而言，数据采集计算模块201，用于采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；初始化设定模块202，用于设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；内模控制计算模块203，用于构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；前馈触发控制模块204，用于当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；通道重新排序模块205，用于实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级；通道电压控制模块206，用于计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

所述用于多通道气体流量比例控制系统还包括控制阀门和阀门控制器。每个控制阀门被布置成控制从上游入口通道经过对应出口通道的相应的流量。阀门控制器负责集成控制算法，对各通道流量进行精确控制实现上位机下发的控制比例，阀门控制器实时接收来自气体质量流量传感器的反馈信号，并通过控制算法产生阀门控制信号。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种网络侧服务端，如图13所示，包括至少一个处理器302；以及，与至少一个处理器302通信连接的存储器301；其中，存储器301存储有可被至少一个处理器302执行的指令，指令被至少一个处理器302执行，以使至少一个处理器302能够执行上述的数据处理方法。

其中，存储器301和处理器302采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器302和存储器301的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器302处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器302。

处理器302负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器301可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

本发明第四实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现第一实施方式中的用于多通道气体流量比例控制方法。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，包括：

S1，采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；

S2，设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；

S3，构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；

S4，当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；

S5，实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级，包括：

步骤S51，输入各次级通道的流量比例设定值、流量比例反馈值，误差稳态差异值、误差变化率稳态差异值和单通道全开电压；

步骤S52，当某个次级通道的流量比例设定值等于当前最大流量比例设定值时，进行误差检测判断；

步骤S53，若在连续10个采样周期内，该通道的反馈误差均小于误差稳态差异值且该通道的反馈误差变化率均小于误差变化率稳态差异值，则判定该通道稳定，设为最大通道；否则，将各次级通道进行排序优先级，选择误差最小的次级通道为最大通道；

步骤S54，更新最大次级通道序号为，并对最大次级通道施加单通道全开电压，其余通道则按照内模控制算法计算电压；

S6，计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

2.根据权利要求1所述的用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，所述各次级通道内的流量比例计算公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为通过i通道的实际流量，为上游流量。

3.根据权利要求1所述的用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，所述设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1公式为：

其中，为对应i通道相对于上游流量的实际流量比例，为第一次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第二次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第三次级通道相对于上游流量的实际流量比例，为第四次级通道相对于上游流量的实际流量比例；

所述各次级通道内的流量比例设定值的总和为1公式为：

其中，为对应i通道流量比例设定值，为第一次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第二次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第三次级通道相对于上游流量的流量比例设定值，为第四次级通道相对于上游流量的流量比例设定值。

4.根据权利要求1所述的用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，所述构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛，包括：

基于系统模型和内模，构建内模控制器传递函数为：

其中，为闭环控制器传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型；

在内模控制器传递函数内引入滤波器，设为中最小相位的部分，则内模控制器的设计公式为：

其中，为内模控制器传递函数，为系统模型的逆（仅取最小相位部分），为低通滤波器；

滤波器为，且为可调参数，r的取值根据实际输入选取。

5.根据权利要求4所述的用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，所述构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛，还包括：

根据内模控制器传递函数，建立闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为闭环控制器传递函数，为系统模型；

将内模控制器传递函数代入，进一步得到闭环系统响应方程为：

其中，为系统输出的实际流量比例，为设定值输入的目标流量比例，为外部扰动输入，为扰动传递函数，为内模控制器传递函数，为系统内部模型，为系统模型。

6.根据权利要求1所述的用于多通道气体流量比例控制方法，其特征在于，所述非最大通道电压值计算公式为：

其中，为k时刻的非最大通道电压值，为k-1时刻的非最大通道电压值，为k时刻的i通道的流量比例设定值，为闭环控制器传递函数。

7.一种用于多通道气体流量比例控制系统，其特征在于，应用于权利要求1-6任一所述的用于多通道气体流量比例控制方法，所述系统包括：

数据采集计算模块，用于采用流量传感器分别获取上游流量以及次级通道内的流量并计算各次级通道内的流量比例；

初始化设定模块，用于设定各次级通道内的实际流量比例的总和为1以及各次级通道内的流量比例设定值的总和为1；

内模控制计算模块，用于构建内模控制算法并结合PID算法动态调整控制增益，抑制超调并加速收敛；

前馈触发控制模块，用于当设定值变化时，向所有次级通道施加电压前馈信号，快速接近目标比例；

通道重新排序模块，用于实时监控各次级通道反馈误差及变化率，根据反馈误差及变化率动态调整最大通道优先级，具体包括：输入各次级通道的流量比例设定值、流量比例反馈值，误差稳态差异值、误差变化率稳态差异值和单通道全开电压；

当某个次级通道的流量比例设定值等于当前最大流量比例设定值时，进行误差检测判断；

若在连续10个采样周期内，该通道的反馈误差均小于误差稳态差异值且该通道的反馈误差变化率均小于误差变化率稳态差异值，则判定该通道稳定，设为最大通道；否则，将各次级通道进行排序优先级，选择误差最小的次级通道为最大通道；

更新最大次级通道序号为，并对最大次级通道施加单通道全开电压，其余通道则按照内模控制算法计算电压；

通道电压控制模块，用于计算非最大通道电压值，根据电压值驱动对应的阀门调整开度。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，其特征在于，所述指令被至少一个处理器执行以实现权利要求1-6中任一所述的用于多通道气体流量比例控制方法。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条程序指令；所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现权利要求1-6中任一项所述的用于多通道气体流量比例控制方法。