金属管道一般应用于比较严苛和恶劣的环境中,管道内壁容易受到腐蚀与损坏,而类金刚石薄膜由于其优异的性能而成为管道内壁新型防护材料之一。某金属管内壁类金刚石薄膜制备系统主要是仪表控制,制备过程中工艺参数波动比较大,所以系统稳定性和精度都比较低,制备的薄膜性能不优异,不能满足智能化的生产过程。本文以管内壁类金刚石薄膜制备工艺控制系统为研究课题,设计了管内壁类金刚石薄膜制备工艺综合控制系统方案,还介绍了工艺控制系统中所涉及的关键参数并分析了现有仪表的问题,根据不同参数的特点选择了符合工艺参数特点的控制算法对其进行控制,基于Matlab软件的Simulink工具分别对各个控制算法进行设计和仿真,分析了仿真结果并得出结论,最后,利用了现有设备实地做实验研究电源频率与电源脉宽对薄膜性能的影响。研究内容包含以下几个部分:了解了管内壁制备类金刚石薄膜的生产工艺流程和工艺要求后,设计了一种管内壁类金刚石薄膜制备工艺综合控制系统方案。对仪表控制和PID(proportional-integral-derivative,PID)控制进行了介绍,分析了仪表控制现有的一些问题并详细介绍了PID控制的特点及其控制原理。根据管内壁类金刚石薄膜制备工艺控制过程中所涉及到的一些参数的不同特点,分别选择了合适的控制算法对其进行控制。利用双闭环比值控制算法对气流量进行控制,并进行设计与仿真,仿真结果表明乙炔与硅烷的气流量比值能够保持恒定。采用前馈控制算法对压强进行控制,并进行设计与仿真,仿真结果显示控制效果良好,抗扰动性能优异。使用串级控制算法对电源频率和电源脉宽进行控制,并进行设计与仿真,仿真结果表明随着电源频率和电源脉宽的升高,系统的超调量和超调时间增大。另外,借助于现有平台与设备,研究了电源频率和电源脉宽对管内壁薄膜性能的影响,结果发现在低电源频率和低电源脉宽的条件下,薄膜的均匀性都是最好的,该实验结果间接说明仿真结果是有效的。本文的研究目的是使管内壁类金刚石薄膜制备工艺控制系统能够趋近于自动化控制系统,最大可能地减少误差和操作失误,提高控制的精确度。本文的仿真结果和实验结果为实际控制系统的应用提供了一定的理论依据,而综合控制系统的设计方案也为控制系统的搭建提供了参考。该管内壁类金刚石薄膜制备工艺控制系统能够实现生产过程的智能化,最大可能的节约人力物力。