[发明专利]一种束流线磁铁电源的数字控制器控制方法

权利要求书

1.一种束流线磁铁电源的数字控制器控制方法，该控制方法基于一种质子治疗束流线磁铁电源的数字控制单元，该数字控制单元分别布设在质子治疗束流线多个磁铁的每个磁铁的磁铁电源控制系统中；该多个磁铁沿着质子治疗加速器系统束流线的起点到终点间隔布设，其特征在于：

所述每个磁铁的磁铁电源包括磁铁主电源和磁铁从电源；所述数字控制单元包括磁铁主电源数字控制单元、以及磁铁从电源数字控制单元；

所述磁铁主电源数字控制单元包括DDS通讯/指令模块、查表模块、电流分配和参数转发模块、电源控制算法模块；所述磁铁从电源数字控制单元包括电源控制算法模块，该电源控制算法模块输入端连接磁铁主电源的电流分配和参数转发模块，输出端连接磁铁电源；

所述磁铁主电源的DDS通讯/指令模块，其输入端外联治疗头系统、输出端内连查表模块；所述DDS通讯/指令模块，使得每个磁铁电源的数字控制单元在与治疗头共处同一个通信域中时，能够同时订阅其发布的DDS数据，并能同时从DDS数据中获取其需要的束流能量值；

所述磁铁主电源查表模块的表按照束流线上的磁铁种类进行区分，相同种类的磁铁为同一张表，该表存储有针对某个种类磁铁的多套不同能量的控制参数信息，每个能量对应一套磁场控制参数，每套磁场控制参数包括能量参数、电流参数、PID参数、前馈参数、磁场响应达标值参数；其中，能量参数、PID参数、前馈参数、磁场响应达标值参数作为所述磁铁主电源和磁铁从电源的共用参数；电流参数由磁铁主电源分配给磁铁从电源；

所述磁铁主电源的查表模块根据每个磁铁主电源数字控制单元的DDS通讯/指令模块发送的束流能量信息，按照“能量-电流-PID和前馈参数-磁场响应达标值”的参数进行查表，得到对应的电流、PID和前馈参数设置值、以及磁场响应达标值，并将查表结果发送给电流分配和参数转发模块；

所述磁铁主电源的电流分配和参数转发模块，进行主电源和从电源的电流分配，再将电流分配结果和查表得到的能量参数、PID参数、前馈参数、磁场响应达标值参数分别发送给磁铁主电源、以及磁铁从电源的电源控制算法模块、作为各自电源控制算法模块控制电源的依据。

其特征在于:该数字控制方法包括以下步骤：

步骤一：针对质子治疗不同能量需求设定多套磁铁电源控制参数；

该多套磁铁电源控制参数包括多套电流参数值、多套PID调节参数值、多套电流电压前馈参数值、以及多套磁场响应达标值；

步骤二、设定质子治疗束流线上的多个磁铁电源和当前治疗头在同一个通信域；

步骤三、同一个通信域中的所有磁铁电源的数字控制单元同时接收到DDS指令、并从DDS指令中获得束流能量值；

步骤四：每个磁铁电源的数字控制单元根据当前束流能量值，查表得到相关电流参数值、PID调节参数值、电流电压前馈参数值、以及磁场响应达标值；

步骤五、每个磁铁电源的数字控制单元根据查表获得的相关磁铁电源控制参数，配置双环电流控制环路中的电流环路的PID环节、前馈环节和电压环路的PID环节和前馈环节，并以电流设定值为标准控制输出电流。

2.根据权利要求1所述一种束流线磁铁电源的数字控制器控制方法，其特征在于:所述步骤三的同一个通信域中的所有磁铁电源控制器同时接收到DDS指令、并从DDS指令中获得束流能量值，具体过程如下：

1)在质子治疗加速器束流线的起点到终点沿途布设多个磁铁电源；

该多个磁铁电源用于实现束流线起点到终点束流能量的同步变化；

2)在每个磁铁电源的DDS通信模块中设定自身磁铁电源和治疗头系统为同一个通信域；

3)治疗头系统向通信域中的所有磁铁电源的数字控制单元发送含有指令的DDS数据包；

4)处在同一个通信域中的所有磁铁电源的数字控制单元同时接收到DDS指令；

5)从DDS指令中获得束流能量值。