[发明专利]散袋小包装中药的快速称量方法

说明书

本发明公开了一种散袋小包装中药的快速称量方法，其包括步骤：1)建立散袋小包装称重系统等效物理模型，并通过拉普拉斯变换和Z变换后得到待称量药包质量M的计算式；2)基于向量预测误差求取a₁、a₂、b₁、b₂；3)根据获得的a₁、a₂、b₁和b₂和待称量药包质量的计算式得到被称量的散袋小包装中药的重量。本发明中散袋小包装中药的快速称量方法，其在传统方法的基础上将标量预测误差扩展为向量预测误差，构造出新的基于向量预测误差的辨识模型，对预测误差的利用效率更高，通过实际称量对比试验可知，本发明称量方法相比于传统称量方法收敛速度更快，参数辨识精度更高，能缩短称量时间，提高称量效率。

技术领域

本发明涉及自动药柜技术领域，特别涉及一种散袋小包装中药的称量方法。

背景技术

中医在我国有着悠久的历史，是我国的三大国粹之一，中药作为祖国医学的宝贵财富也一直受到广大患者的欢迎。随着时代的发展和科学技术的不断进步，传统的中药饮片向新型现代中药饮片进行变革，小包装中药饮片应运而生。小包装中药具有保持性状、剂量准确、易于复核、洁净卫生、调剂方便、提高效率等诸多优势，近十几年来已在医疗机构中得到广泛应用，反响热烈，有极其广阔的发展前景。

现有技术中为提高中药的抓药出药效率，已经出现了多种形式的中药自动药柜及自动抓药装置。如申请人在先申请的申请号为201910614948.9的一种全覆盖式吸盘阵列的自动配药装置及其控制方法，其中公开了一种采用全覆盖式真空吸药机械手，利用全覆盖式真空吸药机械手抓取药包，并利用电子称重装置和控制真空吸盘气路来完成小包装中药的称量，以获得指定数量的药包。

现有技术中，采用真空吸盘抓取小包装中药时，并不能保证每个真空吸盘都能抓取到药包，因此在控制真空吸盘放开药包时，存在掉在电子称重装置上的药包数量可能与需要的药包数量不符的问题，而这会影响抓药时间。

并且现有的电子称重装置，当药包掉落到其上时会存在一段读数不稳定的振荡时间，在这段时间内的称重误差较大。为了避免电子秤受掉落药包造成的振荡影响称重准确度，现有技术中通常是等电子秤稳定后才进行采样计算；而等待电子秤稳定也会浪费抓药时间，降低抓药效率。

为了解决传统称量方法需要等待至电子秤稳定才能称量的问题，在专利号为202010706273.3的散袋小包装中药动态称量方法中公开了一种动态称量方法，该方法在传统最小二乘辨识模型基础上采用了一种递推算法，能在一定程度上降低计算资源、减少计算开销，从而缩短称量时间，提高称量效率。但是其利用的仍然是传统辨识模型的当前时刻标量预测误差，存在数据利用率较低的缺陷，称量模型参数辨识效率还有待进一步提高。

并且在传统辨识模型中，每次都采用当前时刻的标量预测误差进行递推迭代，未能有效利用局部邻域范围内的数据整体变化趋势和向量预测误差信息，从而导致称量模型参数收敛较慢、稳态误差波动较大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种散袋小包装中药的快速称量方法，以解决进一步提高称量精度，缩短散袋小包装中药称量时间的技术问题。

本发明散袋小包装中药的快速称量方法，包括步骤：

1)建立散袋小包装称重系统等效物理模型：

其中，m为接药槽部分的等效质量；M为待称量药包的质量；y(t)为称重系统的输出信号；g为重力加速度；c为称重系统的等效阻尼系数；k为称重系统等效弹力系数；当散袋小包装中药掉落到接药槽上时，药包就会与接药槽所代表的称重系统同步振动，可以视为给称重系统施加了一个阶跃信号 Mgu(t)，其中u(t)代表阶跃信号；经过拉普拉斯变换后得到输出信号：