[发明专利]一种基于电阻网络的多输出微创手术系统

权利要求书

1.一种基于电阻网络的多输出微创手术系统，其特征在于，所述多输出微创手术系统包括微创刀具和控制机构；

所述微创刀具为超声波刀具或射频刀具，所述射频刀具为双极输出射频刀具或单极输出射频刀具，所述微创刀具均带有控制按钮；

所述微创刀具通过刀具接口与所述控制机构电连接；

所述控制机构包括ADRC频率控制器和状态判断控制器，所述ADRC频率控制器包括：

跟踪微分器，接收所述刀具在谐振工作点的目标相位差并输出追踪信号，所述追踪信号为相位差的变化速度和相位差的变化率；

扩张状态观测器，接收所述刀具在谐振工作点的实际相位差并输出扩张信号，观测所述刀具在谐振工作点的实时扰动并输出扰动补偿，所述扩张信号为相位的变化速度和相位的变化率；

状态误差反馈控制律，接收所述追踪信号和所述扩张信号的对比变量并输出状态信号；

以及直接数字式频率合成器，接收所述状态信号经所述扰动补偿后的混合相位值并输出数字化正弦波幅至所述刀具接口的连接电路，输出所述刀具在谐振工作点的实际相位差至所述扩张状态观测器，

所述状态判断控制器包括电阻网络，所述电阻网络通过所述刀具接口与所述微创刀具以及所述控制按钮电连接；

比较器采集比较所述刀具工作时的电压电流波并输出电压方波信号和电流方波信号，微控制器捕捉所述电压方波信号和电流方波信号进行计算并输出所述电压方波信号的上升沿时间t₁和所述电流方波信号的上升沿时间t₂,通过公式(1)和公式(2)的运算后输出刀具工作时的目标相位值Δt和实际相位差y_r；

Δt＝t₁-t₂ (1)

Δt＝y_r (2)

跟踪微分器经过公式(3)的运算对实际相位差y_r进行光滑处理，输出追踪信号和前馈控制量r₃，所述追踪信号包括相位差的变化速度r₁和相位差的变化率r₂，

其中，R为可调参数；

扩张状态观测器经过公式(4)的运算对控制过程输入值u经过b₀放大后的输出值b₀u和实际输出值y进行处理，输出扩张信号和等效到输入侧的系统总扰动z₃，所述扩张信号包括相位的变化速度z₁和相位的变化率z₂，

其中，β₁、β₂和β₃为可调参数；

状态误差反馈控制律经过公式(5)的运算后输出状态信号u₀，

u₀＝k₁(r₁-z₁)+k₂(r₂-z₂) (5)

其中，k₁和k₂为可调参数；

所述状态信号u₀由所述扩张状态观测器扰动补偿后输入直接数字式频率合成器，最终系统的控制输入过程为公式(6)；

直接数字式频率合成器与刀具接口电路连接,刀具的实际输出值y直接输入到所述扩张状态观测器,对所述刀具的工作频率进行实时反馈环形控制。

2.根据权利要求1中所述的一种基于电阻网络的多输出微创手术系统，其特征在于，所述微创刀具还带有ID芯片，所述控制机构还包括ID读写电路。

3.根据权利要求1中所述的一种基于电阻网络的多输出微创手术系统，其特征在于，所述控制机构包括控制主板，所述控制主板与所述微创刀具之间设置4条连接线，所述连接线包ID线和输出线。

4.根据权利要求1中所述的一种基于电阻网络的多输出微创手术系统，其特征在于，所述控制按钮设置有2个，每个所述控制按钮与所述控制机构之间分别电连接。

5.根据权利要求1中所述的一种基于电阻网络的多输出微创手术系统，其特征在于，所述单极输出射频刀具还包括1个外接的中性极板。