[发明专利]一种用于磁刺激设备的自适应温度控制方法、设备及系统

权利要求书

1.一种用于磁刺激设备的自适应温度控制方法，其特征在于：所述方法包括：

步骤一：根据磁刺激系统的所有电子元器件的电学参数、线圈的自身参数建立磁刺激系统的物理模型；包括：根据磁刺激系统的所有电子元器件的等效总电阻R_e、等效总电感L_e和等效磁感应强度乘以有效长度Bl，线圈的等效质量M、刚度K_m和阻尼R_m，建立关于时间t与系统第t时刻电源的输出电压u（t），第t时刻线圈两端的电流i（t），第t时刻线圈的位置偏移x（t）相关物理模型；其中建立磁刺激系统的电学物理模型为：

建立磁刺激系统的力学物理模型为：

上式中t为时间，R_e为等效总电阻，L_e为等效总电感，Bl为等效磁感应强度乘以有效长度，M为线圈的等效质量，K_m为线圈的刚度，R_m为线圈的阻尼；

步骤二：根据所述物理模型建立数学模型，化简所述数学模型得到磁刺激系统从输入电压到输出电流的传递函数；包括：对系统第t时刻电源的输出电压u（t）、线圈两端的电流i（t）和线圈的位置位移x（t）进行拉普拉斯变换，变换为U（s）、I（s）和X（s），得到方程组：

以X（s）为纽带，整理方程组：

化简得到系统从输入电压到输出电流的传递函数G（s）：

上式中s为参数实数时间t通过拉普拉斯变换复数参数，U（s）、I（s）和X（s）为电源的输出电压u（t）、线圈两端的电流i（t）和线圈的位置位移x（t）拉普拉斯变换得到，R_e为等效总电阻，L_e为等效总电感，Bl为等效磁感应强度乘以有效长度，M为线圈的等效质量，K_m为线圈的刚度，R_m为线圈的阻尼；

步骤三：根据磁刺激系统的实时输入电压、输出电流以及所述传递函数，通过最小二乘法拟合出此时磁刺激系统的实时参数值；

步骤四：根据所述实时参数值，得到线圈的实时温度；

步骤五：计算线圈的实时温度T（t）与系统的预设温度T_Set的温度误差T_error（t），通过判断T_error（t）的正负控制散热系统的散热力度，若T_error（t）为正，控制散热力度以加速线圈散热，若T_error（t）为负，控制散热力度以减缓线圈散热。

2.根据权利要求1所述的一种用于磁刺激设备的自适应温度控制方法，其特征在于：所述通过最小二乘法拟合出此时系统的实时参数值，包括：设定采集的实时输入电压为u_real（t）和输出电流i_real（t），利用最小二乘法拟合出此时系统的实时参数值R_e（t）、L_e（t）、Bl（t）、K_m（t）和R_m（t）为：

其中R_e_lb和R_e_ub为系统运行时等效总电阻R_e的下限值和上限值，L_e_lb和L_e_ub为系统运行时等效总电感L_e的下限值和上限值，Bl_lb和Bl_ub为系统运行时等效磁感应强度乘以有效长Bl的下限值和上限值，K_m_lb和K_m_ub为系统运行时线圈的刚度K_m的下限值和上限值，R_m_lb和R_m_ub为系统运行时线圈的阻尼R_m的下限值和上限值。

3.根据权利要求1所述的一种用于磁刺激设备的自适应温度控制方法，其特征在于：所述根据所述实时参数值，得到线圈的实时温度，包括：

根据拟合出的第t时刻R_e（t），求出此时线圈温度T（t），T（t）的计算公式为：

上式中C为参考常数C=0.01724，B为线圈电阻率温度系数B=0.004，T（0）为线圈初始温度，即环境温度；T_r为参考温度，R_e（0）为温度为T（0）时线圈的电阻值，R_e（t）为温度为T（t）时刻线圈的电阻值。