基于磁纳米粒子的热疗温控系统设计

发布时间：2023-05-07 01:56

　　肿瘤热疗中对肿瘤部位的温度控制是保证正常细胞存活的同时灭杀肿瘤细胞的关键。本文基于磁纳米粒子的弛豫产热特性和磁纳米粒子磁化响应强度的温度敏感性,设计了一种基于磁纳米粒子的热疗温度控制系统,为实现更安全的热疗仪提供基础。论文首先对系统的组成和运行流程进行了介绍,并对高频交变磁场发生设备输出存在谐波失真的情况进行了分析。由于存在谐波失真,单频激励模式下的温度测量模型不能准确的获取温度信息。所以论文构建了基于BP神经网络的谐波—温度测量模型,建立了激励磁场谐波、磁纳米粒子磁化响应谐波与温度之间的非线性映射,系统通过该模型能够实时获取磁纳米粒子的温度信息。然后论文研究了磁纳米粒子的产热原理,在此基础上建立了磁纳米粒子的升温模型,并设计了PID控制器对磁纳米粒子的加热过程进行控制。通过对PID参数的整定、调整,最后系统虽然能够取得比较好的稳态精度,但是存在上升时间长、容易出现超调的问题。由于磁纳米粒子升温过程受到环境因素和自身特性影响,磁纳米粒子的升温模型并不精确,所以采用PID控制效果不是十分理想,为了改善系统的动态性能,取得更好的控制效果,论文提出使用不需要精确建模的模糊PID控制器对加热过...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容和工作安排
2 磁纳米热疗系统设计
    2.1 引言
    2.2 磁纳米热疗系统的构成
    2.3 磁纳米热疗系统硬件平台设计
    2.4 磁纳米热疗系统软件平台设计
    2.5 本章小结
3 磁纳米热疗温度测量
    3.1 引言
    3.2 磁纳米粒子的磁学特性
    3.3 高频谐波-温度测量模型
    3.4 BP神经网络温度测量的仿真研究
    3.5 本章小结
4 磁纳米热疗温度控制
    4.1 引言
    4.2 磁纳米粒子的热效应
    4.3 PID温度控制实验
    4.4 模糊PID温度控制
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3810017