梯度功率放大器调试方法及系统技术方案

一种梯度功率放大器调试方法和系统(120)。该方法可以包括初始化(512)梯度功率放大器调试系统(120)的控制单元(501)；提取该控制单元(501)的特征输出量(513)；根据该特征输出量，计算负载电感参数L(514)；以及根据该负载电感参数L，调节控制单元(501)的控制参数(515)。控制单元(501)可以包括闭环控制子单元(501‑2)、或前馈控制子单元(501‑1)。特征输出量可以代表该梯度功率放大器调试系统(120)的输出信号与输入信号的差异。控制参数可以包括比例系数、积分系数、或滤波器的截止频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】梯度功率放大器调试方法及系统
本申请涉及MR调试系统中的梯度功率放大器调试方法及系统，尤其是涉及基于参数自整定技术和负载自适应技术的梯度功率放大器调试方法和系统。
技术介绍
MR成像设备在医疗领域具有重要的作用。MR成像设备种类繁多，可以包括，例如，磁共振成像(MagneticResonanceImaging(MRI))、磁共振血管成像(MagneticResonanceAngiography(MRA))、单光子发射计算机断层成像(SPECT)-MR、数字减影心血管造影(DSA)-MR、正电子发射断层扫描(PET)-MR、经颅磁刺激磁共振成像(TMS)-MR、超声扫描(US)-MR等设备，或者上述成像设备的任意组合。MR设备成像时需要梯度磁场进行空间编码，梯度磁场可以由梯度功率放大器将驱动电流施加到梯度线圈中产生。梯度功率放大器可以为MR成像设备提供可快速变化、具有一定线性度的梯度磁场，实现成像体素的空间定位和编码。梯度功率放大器提供的梯度磁场的性能可以影响MR设备成像的质量和速度。在MR成像设备中，为了保证MR设备的正常运行、改善梯度磁场的性能、提高梯度功率放大器输出电流的精度、让梯度功率放大器适应更宽范围电感的梯度线圈，在MR设备的装机调试、使用、维护、或检修过程中，需要对梯度功率放大器进行调试。简述本申请的一个方面是关于一种梯度功率放大器调试方法。所述梯度功率放大器调试方法可以包括：初始化梯度功率放大器调试系统的控制单元；提取所述控制单元的特征输出量；根据所述特征输出量，计算负载电感参数L；根据所述负载电感参数L，调节所述控制单元的控制参数。所述特征输出量可以代表所述梯度功率放大器调试系统的输出信号与输入信号的差异。本申请的另一个方面是关于一种梯度功率放大器调试系统。所述梯度功率放大器调试系统可以包括：控制单元，初始化单元，数据提取单元，负载参数识别单元，和控制参数调节单元。所述控制单元可以包括：闭环控制子单元和前馈控制子单元。所述初始化单元被配置为对所述控制单元进行初始化。所述数据提取单元被配置为提取所述控制单元的特征输出量。所述负载参数识别单元被配置为根据所述特征输出量计算负载电感参数L。所述控制参数调节单元被配置为根据所述负载电感参数L调节所述控制单元的控制参数。所述特征输出量可以代表所述梯度功率放大器调试系统的输出信号与输入信号的差异。根据本申请的一些实施例，所述控制单元可以包括：闭环控制子单元和前馈控制子单元。闭环控制子单元可以包括比例积分(PI)控制器或比例积分微分(PID)控制器等。前馈控制子单元可以包括负载电感模型，并且所述负载电感模型可以包括所述负载电感参数L。根据本申请的一些实施例，所述初始化可以包括对所述负载电感参数L进行初始化。根据本申请的一些实施例，所述特征输出量可以包括所述PI控制器的积分输出量、比例输出量、或所述PID控制器的微分输出量等。根据本申请的一些实施例，所述前馈控制子单元可以包括负载阻抗模型，并且所述负载阻抗模型可以包括负载阻抗参数R。根据本申请的一些实施例，所述初始化可以包括对所述负载阻抗参数R进行初始化。根据本申请的一些实施例，所述提取特征输出量可以包括：当所述控制单元输出第一幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第一特征输出量；当所述控制单元输出第二幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第二特征输出量。根据本申请的一些实施例，所述第一幅值的脉冲信号和所述第二幅值的脉冲信号可以为单极性脉冲。根据本申请的一些实施例，所述第一幅值和所述第二幅值可以不低于第一阈值，所述第一阈值可以使得所述第一特征输出量和所述第二特征输出量的差异只与所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R有关。根据本申请的一些实施例，所述计算负载电感参数L可以包括：根据所述第一特征输出量和所述第二特征输出量，计算所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R与所述梯度功率放大器调试系统的真实负载阻抗R’之间不匹配的阻抗ΔR；根据所述不匹配的阻抗ΔR和所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R，调节所述负载阻抗模型的负载阻抗参数为ΔR+R；根据所述负载阻抗参数为ΔR+R的负载阻抗模型，当所述控制单元输出第三幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第三特征输出量，其中，所述第三幅值的脉冲信号为单极性脉冲，所述第三幅值的脉冲信号具有上升时间Tramp，所述上升时间Tramp可以不低于第二阈值，以至于所述上升时间Tramp内的特征输出量只与所述负载电感模型的负载电感参数L有关；根据所述第三特征输出量和所述上升时间Tramp，计算所述负载电感模型的负载电感参数L与所述梯度功率放大器调试系统的真实的负载电感L’之间不匹配的电感ΔL；根据所述不匹配的电感ΔL和所述负载电感模型的负载电感参数L，调节所述负载电感模型的负载电感参数为ΔL+L。根据本申请的一些实施例，所述提取特征输出量可以包括：当所述控制单元输出第四幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第四特征输出量。根据本申请的一些实施例，所述第四幅值的脉冲信号可以为单极性脉冲，并且所述第四幅值的脉冲信号可以具有上升时间Tramp’。根据本申请的一些实施例，所述上升时间Tramp’可以可以不低于第二阈值，以至于所述上升时间Tramp’内的特征输出量只与所述负载电感模型的负载电感参数L有关。根据本申请的一些实施例，所述计算负载电感参数L可以包括：根据所述第四特征输出量和所述上升时间Tramp’，计算所述负载电感模型的负载电感参数L与所述梯度功率放大器调试系统的真实的负载电感L’之间不匹配的电感ΔL；根据所述不匹配的电感ΔL和所述负载电感模型的负载电感参数L，调节所述负载电感模型的负载电感参数为ΔL+L。根据本申请的一些实施例，所述控制参数可以包括所述PI控制器的比例系数Kp。根据本申请的一些实施例，所述初始化可以包括对所述比例系数Kp进行初始化。根据本申请的一些实施例，所述调节所述控制单元的控制参数可以包括将所述比例系数Kp的值调节为αL，其中α可以为常数。根据本申请的一些实施例，所述控制参数可以进一步包括所述PI控制器的积分系数Ki。根据本申请的一些实施例，所述初始化可以包括对所述积分系数Ki进行初始化。根据本申请的一些实施例，所述调节所述控制单元的控制参数可以包括将所述积分系数Ki的值调节为βL，其中β可以为常数。根据本申请的一些实施例，所述控制单元可以进一步包括第一数字低通滤波器。根据本申请的一些实施例，所述初始化可以包括将所述第一数字低通滤波器的截止频率初始化为初始截止频率。根据本申请的一些实施例，所述调节所述控制单元的控制参数可以包括：将所述负载电感参数L与阈值进行比较；如果所述负载电感参数L低于阈值，调节所述比例系数Kp为α1L，其中α1可以为常数；如果所述负载电感参数L高于阈值，调节所述比例系数Kp为α2L，其中α2可以为常数。根据本申请的一些实施例，所述调节所述控制单元的控制参数可以包括：将所述负载电感参数L与阈值进行比较；如果所述负载电感参数L低于阈值，调节所述积分系数Ki为β1L，其中β1可以为常数；如果所述负载电感参数L高于阈值，调节所述积分系数Ki为β2L，其中β2可以为常数。根据本申请的一些实施例，所述调节所述控制单元的控制参数可以包括：将所述负载电感参数L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度功率放大器系统的调试方法，包括：对所述梯度功率放大器调试系统中的控制单元进行初始化；提取所述控制单元的特征输出量，所述特征输出量代表所述梯度功率放大器调试系统的输出信号与输入信号的差异；根据所述特征输出量，计算负载电感参数L；以及根据所述负载电感参数L，调节所述控制单元的控制参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种梯度功率放大器系统的调试方法，包括：对所述梯度功率放大器调试系统中的控制单元进行初始化；提取所述控制单元的特征输出量，所述特征输出量代表所述梯度功率放大器调试系统的输出信号与输入信号的差异；根据所述特征输出量，计算负载电感参数L；以及根据所述负载电感参数L，调节所述控制单元的控制参数。2.根据权利要求1所述的方法，所述控制单元包括：闭环控制子单元，包括比例积分(PI)控制器或比例积分微分(PID)控制器；以及前馈控制子单元，包括负载电感模型，并且所述负载电感模型包括所述负载电感参数L。3.根据权利要求2所述的方法，所述特征输出量包括所述PI控制器的积分输出量、比例输出量、或所述PID控制器的微分输出量。4.根据权利要求2所述的方法，所述前馈控制子单元进一步包括负载阻抗模型，并且所述负载阻抗模型包括负载阻抗参数R。5.根据权利要求4所述的方法，所述初始化包括对所述负载电感参数L和所述负载阻抗参数R进行初始化。6.根据权利要求4所述的方法，所述提取特征输出量，包括：当所述控制单元输出第一幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第一特征输出量；以及当所述控制单元输出第二幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第二特征输出量。7.根据权利要求6所述的方法，所述第一幅值和所述第二幅值不低于第一阈值，所述第一阈值可以使得所述第一特征输出量和所述第二特征输出量的差异只与所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R有关。8.根据权利要求6所述的方法，所述计算负载电感参数L，包括：根据所述第一特征输出量和所述第二特征输出量，计算所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R与所述梯度功率放大器调试系统的真实负载阻抗R’之间不匹配的阻抗ΔR；以及根据所述不匹配的阻抗ΔR和所述负载阻抗模型的负载阻抗参数R，调节所述负载阻抗模型的负载阻抗参数为ΔR+R。9.根据权利要求2所述的方法，所述提取特征输出量，包括：当所述控制单元输出第四幅值的脉冲信号时，提取所述控制单元的第四特征输出量。10.根据权利要求9所述的方法，所述第四幅值的脉冲信号为单极性脉冲，并且所述第四幅值的脉冲信号具有上升时间Tramp’。11.根据权利要求10所述的方法，所述上升时间Tramp’不低于第二阈值，以至于所述上升时间Tramp’内的特征输出量只与所述负载电感模型的负载电感参数L有关。12.根据权利要求11所述的方法，所述计算负载电感参数L包括：根据所述第四特征输出量和所述上升时间Tramp’，计算所述负载电感模型的负载电感参数L与所述梯度功率放大器调试系统的真实的负载电感L’之间不匹配的电感ΔL；以及根据所述不匹配的电感ΔL和所述负载电感模型的负载电感参数L，调节所述负载电感模型的负载电感参数为ΔL+L。13.根据权利要求2所述的方法，所述控制参数包括所述PI控制器的比例系数Kp和积分系数Ki。14.根据权利要求13所述的方法，所述初始化包括对所述比例系数Kp和所述积分系数Ki进行初始化。15.根据权利要求13所述的方法，所述调节所述控制单元的控制参数包括将所述比例系数Kp的值调节为αL，其中α为常数。16.根据权利要求13所述的方法，所述调节所述控制单元的控制参数进一步包括将所述积分系数Ki的值调节为βL，其中β为常数。17.根据权利要求13所述的方法，所述控制单元进一步包括第一数字低通滤波器。18.根据权利要求17所述的方法，所述调节所述控制单元的控制参数包括：将所述负载电感参数L与阈值进行比较；如果所述负载电感参数L低于阈值，调节所述比例系数Kp为α1L，并且调节所述积分系数Ki为β1L，其中α1为常数，β1为常数；以及如果所述负载电感参数L高于阈值，调节所述比例系数Kp为α2L，并且调节所述积分系数Ki为β2L，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛明雨，曹彬，褚旭，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31