[发明专利]一种用于医用超导回旋加速器高频腔体的电压调平衡算法

权利要求书

1.一种用于医用超导回旋加速器高频腔体的电压调平衡算法，基于高频低电平系统中的回旋加速器高频腔体，所述回旋加速器高频腔体包括I腔和R腔，所述高频低电平系统包括控制器、电机驱动器和电机，其特征在于，电压调平衡算法包括如下步骤：

S1：根据高频低电平系统的调试方法，使高频低电平系统的幅度环和调谐环实现闭环控制，分别获取I腔和R腔的采样信号，并调节I腔和R腔的分布电容，使二者的采样电压保持一致；

S2：基于获取的高频低电平系统调谐环的输出TuningStep，根据I腔和R腔的电压比公式，并根据实际获取的I腔电压VDeeI和R腔电压VDeeR，获得实际测量电压比N；

当调谐环未完全闭环时，电压平衡环的控制为

式中K为补偿系数；

当调谐环完全闭环时，TuningStep数值接近于0，即死区，则有实际测量电压比N的对数：

此时电压平衡环的控制为：

式中为TuningStep死区的补偿系数；

S3：将调谐环控制算法与电压平衡环电压控制算法相结合，并输出控制信号至电机驱动器以驱动电机调节微调电容。

2.根据权利要求1所述的电压调平衡算法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：根据高频腔体设计参数及实际测量数据，设定高频腔体实际输入信号频率，并使输入信号频率稳定不变；

S12：按照高频低电平系统的调试方法，使高频低电平系统的幅度环和调谐环实现闭环控制；

S13：分别获取I腔和R腔的采样信号，并利用网络分析仪调节I腔和R腔的分布电容，使二者的采样电压保持一致；

S14：调试电机驱动器及电机，使高频低电平系统对电机的控制实时而有效。

3.根据权利要求1所述的电压调平衡算法，其特征在于，步骤S1中所述的I腔和R腔采样为同时采样，并将采样信号输入控制器中。

4.根据权利要求1所述的电压调平衡算法，其特征在于，步骤S2中，基于高频腔体的等效模型，I腔和R腔之间具有耦合电容，I腔和R腔的电压比公式为：

其中，为I腔的电压，为R腔的电压；且

。

5.根据权利要求1所述的电压调平衡算法，其特征在于，所述控制器采用ARM控制器。

6.根据权利要求5所述的电压调平衡算法，其特征在于，所述ARM控制器采用ArduinoDUE开发板。

7.根据权利要求1所述的电压调平衡算法，其特征在于，步骤S2中，K取值1±0.1。