[发明专利]基于负载的驱动控制方法、用于加速器的驱动控制系统

说明书

本申请提供一种基于负载的驱动控制方法、用于加速器的驱动控制系统，包含最优控制参数获取步骤，输入不同的负载，寻找对应的最优控制参数；数据拟合步骤，建立负载与最优控制参数之间的映射关系；负载获取步骤，根据预先构建的数学模型，动态获取负载；补偿值计算步骤，至少根据动态获取的所述负载的变化情况，计算对驱动单元的负载补偿值；输出控制步骤，按照映射关系，根据所述负载得到对应的最优控制参数，并将控制器根据最优控制参数输出的对应的控制量叠加负载补偿值后，输入驱动单元。据此，能够根据系统的负载变化、自适应调整控制参数，从而提高控制效能。

技术领域

本申请涉及能够根据系统的负载变化、自适应调整控制参数，从而提高控制效能的基于负载的驱动控制方法、用于加速器的驱动控制系统。

背景技术

治疗头是医用直线加速器的关键组成部件，包含射线源、铅门、光栅叶片组等可移动部件，以及驱动治疗头自转的驱动电机等结构，其性能极大影响了放射治疗的有效性。在实际治疗中，由于治疗头内可移动部件的位置变化，往往会出现质心偏转现象，相当于驱动电机的负载发生了变化。

同样的，每个光栅叶片叶独立地连接有丝杠电机，用于驱动光栅叶片的前后移动。在光栅叶片随旋转机架转动过程中，光栅叶片的重力施于丝杠电机上的负载也会随着旋转机架的转动角度不同而不断变化。

现有设计中，大多按照最大质心偏转的工况下计算负载，采取试凑法或者解析法等方式获得PID控制器参数，并应用于其他所有的负载工况。这种在特定负载情况下得到的控制参数，在其他负载工况下，控制性能会发生变化，导致超调量增大或调节时间增加，从而影响治疗头控制系统的治疗效果。

为此，现有技术中，根据系统的负载变化、自适应调整控制参数，从而提高控制效能成为技术课题。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种能够根据系统的负载变化、自适应调整控制参数，从而提高控制效能的基于负载的驱动控制方法、用于加速器的驱动控制系统。为了实现上述目的，本申请的一个方案为，一种基于负载的驱动控制方法，是基于被控对象产生的负载、对该被控对象进行驱动的控制方法，所述被控对象被驱动单元驱动，所述驱动单元在控制器的控制下工作；所述驱动控制方法包含以下步骤：S1：最优控制参数获取步骤，输入多个不同的负载，寻找每个负载对应的所述控制器的最优控制参数；S2：数据拟合步骤，通过数据拟合，建立所述负载与所述最优控制参数之间的映射关系；S3：负载获取步骤，根据预先构建的用于计算所述负载的数学模型，动态获取所述负载；S4：补偿值计算步骤，至少根据动态获取的所述负载的变化情况，计算对所述驱动单元的负载补偿值；S5：输出控制步骤，按照所述映射关系，根据动态获取的所述负载得到对应的所述最优控制参数，并将所述控制器根据所述最优控制参数输出的对应的控制量叠加所述负载补偿值后，输入所述驱动单元。

根据前述的技术方案，能够实时获取负载，并根据负载的变化自适应调整控制器的控制参数，使控制更加精准，系统误差更小。叠加负载补偿值后，也能缩短调节时间，提高控制效率。

在一个优选的方式中，在所述负载获取步骤中还包含滑窗滤波步骤：以x个采样周期的时长为滑窗宽度，当实际采样的时长不小于所述滑窗宽度时，对在所述滑窗宽度对应的时长内获取的x个所述负载的数据进行处理，以获取最终负载，x为大于等于1的整数；当实际采样的时长小于所述滑窗宽度时，对实际采样获取的、数量小于x个的所述负载的数据进行处理，以获取所述最终负载。

根据前述的技术方案，采集多组数据后对数据进行处理，可以去除无效数据、减少干扰和误差，提高最终负载的精度。

在一个优选的方式中，在所述滑窗滤波步骤中，以所述滑窗宽度内获取的x个或小于x个的所述负载的数据的平均值为所述最终负载。

根据前述的技术方案，对采集的多组数据求平均，可以减少干扰和误差，提高最终负载的精度。