[发明专利]梯度功率放大器调试方法及系统

权利要求书

1.一种梯度功率放大器系统的控制器调试方法，其特征在于，所述梯度功率放大器系统的负载包括梯度线圈，所述控制器包括闭环控制子单元和前馈控制子单元，所述前馈控制子单元包括负载模型，并且所述负载模型包括一个或多个负载模型参数，所述闭环控制子单元用于获取所述梯度功率放大器系统的输入信号和输出信号，所述闭环控制子单元还用于根据所述输入信号和所述输出信号产生特征输出量；

所述方法包括：

对所述闭环控制子单元和所述前馈控制子单元进行初始化；

提取所述闭环控制子单元的特征输出量，所述特征输出量代表负载模型参数和实际负载参数的差异；

根据所述闭环控制子单元的特征输出量，计算实际负载参数；以及

根据实际负载参数，调节所述闭环控制子单元和前馈控制子单元的控制参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载模型包括负载电阻参数R或负载电感参数L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载模型的参数和实际负载参数的差异包括：

负载模型的负载电阻参数R和实际负载电阻参数R’之间不匹配的阻抗ΔR；和/或

负载模型的负载电感参数L和实际负载电阻参数L’之间不匹配的电感ΔL。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取闭环控制子单元的特征输出量，包括：

当梯度功率放大器输出第一幅值的脉冲信号时，提取所述闭环控制子单元的第一特征输出量；以及

当梯度功率放大器输出第二幅值的脉冲信号时，提取所述闭环控制子单元的第二特征输出量；

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模型的负载电阻参数R有关。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，负载模型的电阻参数R通过如下方法获得：

根据所述第一特征输出量和所述第二特征输出量，计算所述负载模型的负载电阻参数R与实际负载电阻参数R’之间不匹配的阻抗ΔR；以及

根据所述不匹配的阻抗ΔR和所述负载模型的负载电阻参数R，调节所述负载模型的负载电阻参数为ΔR+R。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取闭环控制子单元的特征输出量，包括：

当梯度功率放大器输出第三幅值的脉冲信号时，提取所述闭环控制子单元的第三特征输出量，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模型的负载电感参数L有关。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，负载模型的负载电感参数L通过如下方法获得：

根据所述第三特征输出量和所述上升时间Tramp，计算所述负载模型的负载电感参数L与实际的负载电感参数L’之间不匹配的电感ΔL；以及

根据所述不匹配的电感ΔL和所述负载模型的负载电感参数L，调节所述负载模型的负载电感参数为ΔL+L。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述闭环控制子单元的控制参数包括所述PI控制器的比例系数K_p和积分系数K_i；

所述调节所述闭环控制子单元的控制参数包括：

将所述比例系数K_p的值调节为αL’，其中α为常数；

将所述积分系数K_i的值调节为βL’，其中β为常数。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制单元进一步包括第一数字低通滤波器。