超声换能器的控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超声换能器的控制方法、装置、设备及存储介质。其中，该方法包括：获取超声换能器的集中等效电路的当前控制周期电流与电压之间的实际相位差；确定集中等效电路中的扰动因子以及与扰动因子对应的补偿算法，基于扰动因子以及补偿算法确定当前控制周期的补偿因子；基于当前控制周期的实际相位差、当前控制周期的补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量；基于当前控制周期的目标控制频率增量以及当前控制周期的控制频率确定下一控制周期超声换能器的控制频率。本发明专利技术的技术方案，能够对谐振频率进行动态追踪，以使超声换能器在谐振频率下工作，且能提升频率控制的鲁棒性。且能提升频率控制的鲁棒性。且能提升频率控制的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
超声换能器的控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种超声换能器的控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]超声换能器和刀头组成的超声外科器械不同时刻和不同工况下的谐振频率往往不同。尤其是在不同负载下超声换能器的工作频率容易发生失谐，这将给超声换能器和超声系统带来伤害。因此，如何控制超声换能器工作在谐振频率下，成为亟需解决的问题。
[0003]相关的超声换能器频率控制算法，鲁棒性较差，尤其是在不同负载引起失谐的情况下或者更换一个新的超声换能器的情况下，无法有效地调整超声换能器的工作频率，这就可能导致超声换能器发热严重，随之也为超声系统带来不良影响，甚至严重影响超声系统的工作效果和使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种超声换能器的控制方法、装置、设备及存储介质，以解决超声换能器的工作频率容易发生失谐的问题。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种超声换能器的控制方法，该方法包括：
[0006]获取超声换能器的集中等效电路的当前控制周期电流与电压之间的实际相位差；
[0007]确定所述集中等效电路中的扰动因子以及与所述扰动因子对应的补偿算法，基于所述扰动因子以及所述补偿算法确定当前控制周期的补偿因子；
[0008]基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述当前控制周期的所述补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量；/>[0009]基于所述当前控制周期的目标控制频率增量以及所述当前控制周期的控制频率确定下一控制周期所述超声换能器的控制频率。
[0010]根据本专利技术的另一方面，提供了一种超声换能器的控制装置，该装置包括：
[0011]相位采集模块，用于获取超声换能器的集中等效电路的当前控制周期电流与电压之间的实际相位差；
[0012]补偿计算模块，用于确定所述集中等效电路中的扰动因子以及与所述扰动因子对应的补偿算法，基于所述扰动因子以及所述补偿算法确定当前控制周期的补偿因子；
[0013]增量确定模块，用于基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述当前控制周期的所述补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量；
[0014]频率确定模块，用于基于所述当前控制周期的目标控制频率增量以及所述当前控制周期的控制频率确定下一控制周期所述超声换能器的控制频率。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种医疗电子设备，所述医疗电子设备包括：
[0016]至少一个处理器；以及
[0017]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0018]所述存储器存储有本专利技术任一实施例中所述补偿算法中一阶或二阶多项式拟合函数的系数数据和常数数据和/或可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行补偿算法中一阶或二阶多项式拟合函数的拟合和/或本专利技术中任一实施例所述的超声换能器的控制方法。
[0019]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有数据和/或计算机指令，所述数据为权利要求1
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15中任一项所述补偿算法中一阶或二阶多项式拟合函数的系数数据和常数数据，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术中任一实施例所述的超声换能器的控制方法。
[0020]本专利技术实施例的技术方案，通过获取超声换能器的集中等效电路的当前控制周期电流与电压之间的实际相位差，能够有效获取到集中等效电路的实际工作状态，然后，确定集中等效电路中的扰动因子以及与扰动因子对应的补偿算法，基于扰动因子以及补偿算法确定当前控制周期的补偿因子，能够采用与扰动因子适配的补偿算法精准计算出补偿因子，且将集中等效电路中的扰动因子与补偿因子关联，能够动态调整补偿因子，进而，基于当前控制周期的实际相位差、当前控制周期的补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量，实现对控制频率增量的动态补偿，最后，基于当前控制周期的目标控制频率增量以及当前控制周期的控制频率确定下一控制周期超声换能器的控制频率。解决了由于超声换能器的工作频率失谐或者超声换能器更换影响超声换能器甚至超声系统的工作效果和使用寿命的技术问题，取得了基于集中等效电路中的扰动因子对谐振频率进行动态追踪，使得超声换能器能够在谐振频率下工作，提升频率控制的鲁棒性的有益效果。
[0021]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是根据本专利技术实施例提供的一种超声换能器的控制方法的流程示意图；
[0024]图2是根据本专利技术实施例提供的另一种超声换能器的控制方法的实例流程示意图；
[0025]图3为图2所提供的超声换能器的控制方法的实例流程示意图；
[0026]图4是根据本专利技术实施例提供的另一种超声换能器的控制方法的实例流程示意图；
[0027]图5为图4所提供的超声换能器的控制方法的实例流程示意图；
[0028]图6是根据本专利技术实施例提供的又一种超声换能器的控制方法的流程示意图；
[0029]图7是根据本专利技术实施例三提供的一种超声换能器的控制装置的结构示意图；
[0030]图8是实现本专利技术实施例的超声换能器的控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0032]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声换能器的控制方法，其特征在于，包括：获取超声换能器的集中等效电路的当前控制周期电流与电压之间的实际相位差；确定所述集中等效电路中的扰动因子以及与所述扰动因子对应的补偿算法，基于所述扰动因子以及所述补偿算法确定当前控制周期的补偿因子；基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述当前控制周期的所述补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量；基于所述当前控制周期的目标控制频率增量以及所述当前控制周期的控制频率确定下一控制周期所述超声换能器的控制频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述当前控制周期的所述补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量，包括：基于所述当前控制周期的所述实际相位差和所述当前控制周期的补偿因子获得当前控制周期的期望相位差；基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述前一控制周期的实际相位差和所述当前控制周期的补偿因子获得前一控制周期的期望相位差；根据预先构建的PID控制器对所述当前控制周期的期望相位差和所述前一控制周期的期望相位差进行处理，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前控制周期的所述实际相位差、所述当前控制周期的所述补偿因子以及前一控制周期电流与电压之间的实际相位差确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量，包括：根据预先构建的PID控制器基于所述当前控制周期的所述实际相位差和所述前一控制周期的所述实际相位差，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标估计控制频率增量；基于所述当前控制周期的目标估计控制频率增量和所述当前控制周期的补偿因子，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PID控制器包括比例项和积分项；所述根据预先构建的PID控制器对所述当前控制周期的期望相位差和所述前一控制周期的期望相位差进行处理，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量，包括：将所述PID控制器中的积分项对应的积分常数与所述当前控制周期的期望相位差相乘得到第一控制频率增量，其中，所述当前控制周期的期望相位差是通过将所述当前控制周期的所述实际相位差与所述当前控制周期的补偿因子相乘获得的；将所述PID控制器中的比例项对应的比例常数乘以所述前一控制周期的期望相位差得到第二控制频率增量；将所述第一控制频率增量与所述第二控制频率增量相加，得到所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PID控制器包括比例项和积分项；所述根据预先构建的PID控制器基于所述当前控制周期的所述实际相位差和所述前一控制周期的实际相位差，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标估计控制频率增量，包括：将所述PID控制器中的积分项对应的积分常数与所述当前控制周期的所述实际相位差
相乘得到第一估计控制频率增量，将所述PID控制器中的比例项对应的比例常数与相位差增量相乘得到第二估计控制频率增量，其中，所述相位差增量为所述当前控制周期的实际相位差与所述前一控制周期的实际相位差之间的差值，将所述第一估计控制频率增量和所述第二估计控制频率增量相加，获得所述超声换能器的当前控制周期的目标估计控制频率增量；所述基于所述当前控制周期的目标估计控制频率增量和所述当前控制周期的补偿因子，确定所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量，包括：将所述基于所述当前控制周期的目标估计控制频率增量与所述当前控制周期的补偿因子相乘，得到所述超声换能器的当前控制周期的目标控制频率增量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述集中等效电路中的扰动因子，包括：确定所述集中等效电路的负载，基于所述负载确定扰动因子，其中，所述扰动因子包括动态电容、动态电感、动态电阻、静态电容、总阻抗、电压、电流或功率中的至少一个。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述负载确定扰动因子，包括：根据所述负载与所述扰动因子之间存在的相关性，确定所述扰动因子；其中，所述相关性包括：正负相关或线性相关。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定与所述扰动因子对应的补偿算法之前，还包括：基于所述集中等效电路的当前控制周期的实际相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王堪佑，曾聪，冯耿超，符广天，郭泽彬，
申请(专利权)人：深圳市世格赛思医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：