基于单摆物理模型的温度控制方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于单摆物理模型的温度控制方法、系统及存储介质，采集核磁共振量子信息处理系统中磁体的温度数据；分析所述温度数据所处的温度区间；根据所述温度数据所处的温度区间，采用分段式PID算法并结合单摆物理模型的温控模型，调整对应的温度升降势能及阻尼系数，进而调整加热功率，以控制温度达到预设的目标温度，该方案结合分段式PID算法和有阻尼的单摆模型设计，提供基于单摆物理模型的高精度控温算法，可以针对不同的温度区间调整势能及阻尼系数大小，有助于使系统快速达到设定温度点，可以防止PID温控的超调震荡，并提高对环境扰动的抵抗力，有效将永磁体的温控精度提高到1mK的量级。度提高到1mK的量级。度提高到1mK的量级。

【技术实现步骤摘要】
基于单摆物理模型的温度控制方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及量子信息
，尤其涉及一种基于单摆物理模型的温度控制方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]随着量子信息技术的发展，提出了基于核磁共振体系的核自旋量子信息处理的物理实现方案，核自旋体系作为量子信息处理器，具有较高的控制精度和较长的相干保持时间，可以用来很好的演示许多量子算法。在室温核磁共振体系中，可以使用永磁铁来提供磁场，然而永磁体的磁场强度随温度变化明显，1K的温度变化可以产生约1200ppm的磁场强度变化，而在量子计算中，要求测到的核磁谱线半高宽在1ppm以下并且核磁谱线的峰的频率极其稳定，因此对磁体温度的稳定性有较高的要求。
[0003]目前，普遍使用PID算法来进行温度控制，PID控制响应快，精度高，但是自适应性差，易产生超调震荡。在使用PID方法来控制永磁体温度的时候会发现由于永磁体自身体积大重量大，温控会出现非线性，大滞后，大惯性和时变性等特点。PID参数对控制效果起到决定性作用，为了PID取得良好效果，当受控对象发生变化的时候要对参数做出相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单摆物理模型的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集核磁共振量子信息处理系统中磁体的温度数据；分析所述温度数据所处的温度区间；根据所述温度数据所处的温度区间，采用分段式PID算法并结合单摆物理模型的温控模型，调整对应的温度升降势能及阻尼系数，进而调整加热功率，以控制温度达到预设的目标温度。2.根据权利要求1所述的基于单摆物理模型的温度控制方法，其特征在于，所述分析所述温度数据所处的温度区间之前，还包括：对预设时间内的多个所述温度数据取平均值，得到温度平均值；所述分析所述温度数据所处的温度区间包括：分析所述温度平均值所处的温度区间。3.根据权利要求1所述的基于单摆物理模型的温度控制方法，其特征在于，所述分析所述温度数据所处的温度区间之前，还包括：设定目标温度；基于所述目标温度，对磁体温度进行划分，得到若干温度区间。4.根据权利要求1所述的基于单摆物理模型的温度控制方法，其特征在于，所述预设的目标温度为预设的目标温度点，或者为预设的目标温度区间。5.根据权利要求1所述的基于单摆物理模型的温度控制方法，其特征在于，所述采集核磁共振量子信息处理系统中磁体的温度数据之前，还包括：基于分段式PID算法并结合单摆物理模型创建温控模型，具体包括：将磁铁温度以预设的目标温度为中点，划分为多个温度区间段，其中，小于所述目标温度的温度区间段为升温区间，大于所述目标温度的温度区间段为降温区间，所述目标温度对应单摆物理模型中的重力势能最低点；当温度小于所述目标温度时，温控模型为磁体产生一个升温的势能；当温度大于所述目标温度时，温控模型为磁体产生一个降温的势能；同时，在温度变化时，温控模型向温度变化的方向施加一个阻力，阻力大小与温度变化成正比，将温度变化对应的阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：施巍，邹宏洋，
申请(专利权)人：深圳量旋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：