CN106574953B

CN106574953B - 用于驱动梯度线圈的梯度放大器系统及配置方法

Info

Publication number: CN106574953B
Application number: CN201580041575.0A
Authority: CN
Inventors: 张瑛; G·程; 曾克秋
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: WO2016016356A1; EP3175252A1; US10371771B2; JP6559222B2; US20170212194A1; JP2017522969A; CN106574953A

Abstract

本发明涉及一种用于驱动梯度线圈的梯度放大器系统及其配置方法。所述梯度放大器系统包括：用于驱动通过所述梯度线圈的梯度电流的梯度放大器，其中，所述梯度放大器还包括梯度滤波器；控制器，其耦合到所述梯度放大器以用于控制所述梯度线圈中的所述梯度电流；反馈回路，其用于仅将所述梯度线圈中的所述梯度电流反馈到所述控制器，其中，仅基于所述梯度线圈中的所述梯度电流来配置所述控制器，并且其中，所述梯度滤波器的滤波器参数被调节，以实现表示所述梯度放大器系统(21)的期望性能的预定极点与同所述控制器相关联的有理传递函数的实际极点之间的最小偏移。

Description

用于驱动梯度线圈的梯度放大器系统及配置方法

技术领域

本发明涉及磁共振成像(MRI)，并且具体而言，涉及用于驱动MRI设备中的梯度线圈的梯度放大器系统及其配置方法。

背景技术

在MRI设备中，检查对象(通常为患者)被暴露于一致的主磁场(B₀场)，使得检查对象内的原子核的磁矩趋向于围绕施加的B₀场的轴旋转。然后，通过发射借助于RF发射天线生成的正交于B₀场的RF激励脉冲(B₁场)，原子核的自旋被激励并且带到同相中，并且获得从B₀场的方向的其净磁化的偏转，使得生成相对于净磁化的纵向分量的横向分量。

在RF激励脉冲的终止之后，净磁化的纵向分量和横向分量的弛豫过程开始。借助于MR/RF接收天线检测由横向弛豫过程发出的MR弛豫信号。所接收的MR弛豫信号然后被傅里叶变换到基于频率的MR谱信号并且被处理用于生成检查对象内的感兴趣原子核的MR图像。

为了获得检查对象内的切片或体积的空间选择和从感兴趣的切片或体积产生的所接收的MR弛豫信号的空间编码，梯度磁场被叠加在B₀场上，具有与B₀场相同的方向但是具有在正交x、y和z方向上的梯度。

为了生成梯度磁场，提供了包括采取梯度线圈的形式的多个梯度磁体的梯度磁体系统，其通常借助于用于生成用于对梯度线圈供电的电流的梯度放大器系统来操作。通常，这样的梯度线圈电流具有必须由梯度放大器系统非常精确地产生的特定波形。这些电流脉冲必须利用仅若干mA或更少的偏离准确地控制，以便确保高质量和高空间分辨率和精度处的MRI图像的生成。

WO 2012/085777A1公开了用于准确地控制梯度线圈中的电流的梯度放大器系统21'。如可以在图1中看到，对于x、y和z方向上的梯度线圈203'、204'、205'中的每个梯度线圈，梯度放大器系统21'包括用于驱动所述梯度线圈的梯度放大器11'和用于准确地控制所述梯度线圈中的电流的操作在数字域中的状态空间反馈控制器10。梯度放大器11'具有梯度滤波器111'，所述梯度滤波器具有滤波器电压和滤波器电流。对于x、y和z方向上的梯度线圈203'、204'、205'中的每个梯度线圈，梯度放大器系统21'具有要测量的三个独立状态，即，该梯度线圈中的电流I'_gc、滤波器电压U'_c和滤波器电流I'_c。如图1中，所有三个独立状态被反馈到状态空间反馈控制器10'。通过配置状态空间反馈控制器10'，即，计算状态空间反馈控制器10'的适当控制参数，该梯度线圈中的电流被准确地控制。

在SIQI LI ET AL.的“Digital controlled MOSFET gradient amplifier formagnetic resonance imaging”，Electrical machines nad systems(2011年8月20日)中找到集成跟踪控制系统。集成跟踪控制系统包括最优反馈回路、前馈控制器和非线性PI调节器。代替于稳态期间的全态反馈，实施PI调节器，因此仅参考电流与输出梯度线圈电流之间的误差信号需要被精确地采样。

发明内容

本发明的目的是简化所述梯度放大器系统，使得所述梯度放大器系统具有较少的元件并且可以实现准确地控制梯度线圈中的电流的几乎相同效应。

根据本发明的方面的实施例，提供了一种用于驱动磁共振成像设备中的梯度线圈的梯度放大器系统。所述梯度放大器系统包括：梯度放大器，所述梯度放大器用于驱动通过所述梯度线圈的梯度电流，其中，所述梯度放大器还包括梯度滤波器；控制器，所述控制器耦合到所述梯度放大器以用于控制所述梯度线圈中的所述梯度电流；反馈回路，其用于仅将所述梯度电流反馈到所述控制器，其中，基于仅梯度电流来配置所述控制器，并且其中，所述梯度滤波器的滤波器参数被调节以实现表示所述梯度放大器系统的期望性能的预定极点与同所述控制器相关联的有理传递函数的实际极点之间的最小偏移。

在现有技术中，所有三个独立状态(包括所述梯度电流、所述滤波器电压和所述滤波器电流)被反馈到所述状态空间反馈控制器，而本发明忽略两个滤波器状态(即，所述滤波器电压和所述滤波器电流)。本发明的主旨是提供一种用于磁共振检查系统中的梯度放大器系统的反馈控制。所述反馈回路仅反馈所述梯度放大器系统的一个状态，即，施加到所述梯度线圈的其输出电流。通过滤波器电容和滤波器电感确定输出滤波器参数。对这些滤波器电容和电感进行设计，使得与所述梯度控制相关联的有理传递函数具有在没有所述输出滤波器的情况下相对于所述极点最小偏移的其极点。即，设置所述滤波器电容和电感，使得(至少主导)极点是独立于或至多非常弱地依赖于所述输出滤波器的。因此，在不需要滤波器输出电流和电压的反馈的情况下，实现准确的梯度控制。即，基于输出电流(梯度线圈电流)和在设置滤波器电容和电时有效地考虑滤波器电流和电压的影响，完成所述反馈。因此，所述梯度放大器系统具有较少的元件，使得成本是低的并且同时实现准确地控制所述梯度线圈中的所述电流的几乎相同的效应。有利地，在各种情况下(诸如当在工厂中制造所述梯度放大器系统时或当所述梯度放大器系统服务于医院中时等)，可以根据本发明优化所述梯度放大器系统。

根据本发明的实施例，以数字域中的状态空间反馈控制器的形式实现所述控制器。

如果系统参数与其标称值偏离，则所述数字域中的状态空间反馈控制器具有关于对有限分辨率的抑制和特别地关于所述控制响应的改变的鲁棒性的优于PID控制器的许多优点。

根据本发明的实施例，所述预定极点的部分被实现为控制器配置的结果。

在该实施例中，所述控制器被配置为实现所述预定极点的部分以在没有所述梯度滤波器的情况下控制所述降阶的梯度放大器，然后在考虑所述滤波器电压和滤波器电流的所述状态的情况下实现所有预定极点。以这种方式，逐步实现所述预定极点，其改进所述梯度线圈中的电流的控制准确度。

根据本发明的实施例，所述滤波器包括至少一个电感器和至少一个电容器，并且所述滤波器参数包括所述至少一个电感器的电感和所述至少一个电容器的电容。

根据本发明的实施例，针对所述至少一个电感器的可能电感和所述至少一个电容器的电容的不同组计算所述放大器系统(21)的实际极点。

由于针对所述至少一个电感器的可能电感和所述至少一个电容器的电容的不同组计算所述放大器系统的实际极点，通过将所述预定极点与针对不同的电感和电容组合计算的所述不同的实际极点进行比较，其提供了找到所述梯度滤波器的所述滤波器参数以尽可能接近所述预定极点的容易并且快速的方式。

根据本发明的实施例，所述预定极点被预输入到所述放大器系统。

以这种方式，操作者可以基于实际需要和所述磁共振成像设备的器具环境输入不同的预定极点，这增加所述放大器系统的灵活性。

根据本发明的实施例，仅在预定极点与其幅度不大于1的所述放大器系统的实际极点之间计算所述最小偏移。

移除具有大于1的幅度的所述实际极点的所述有利效应在于，具有大于1的幅度的实际极点可以导致不稳定的系统，因此移除这样的实际极点可以更稳定地呈递所述梯度线圈中的所述电流。

根据本发明的另一方面的实施例，提供了一种包括如上述所述的放大器系统的磁共振成像设备。

根据本发明的另一方面的实施例，提供了一种用于配置梯度放大器系统的方法。所述梯度放大器系统被配置为驱动磁共振成像设备中的梯度线圈，并且包括用于驱动通过所述梯度线圈的梯度电流的梯度放大器和控制器，所述控制器耦合到所述梯度放大器以用于控制所述梯度电流，其中，所述梯度放大器包括梯度滤波器，并且反馈回路被用于仅将所述梯度电流反馈到所述控制器，所述方法包括：基于仅所反馈的梯度电流对所述控制器进行配置；调节所述梯度滤波器的滤波器参数，以实现表示所述放大器系统(21)的期望性能的预定极点与同所述控制器相关联的有理传递函数的实际极点之间的最小偏移。

根据本发明的实施例，以数字域中的状态空间反馈控制器的形式来实现所述控制器。

根据本发明的实施例，所述预定极性的部分被实现为配置所述控制器的结果。

本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例而显而易见，并且将参考下文描述的实施例得到阐述。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，本发明的以上和其他目的和特征将变得更加显而易见，其中：

图1示出了现有技术中的用于驱动梯度线圈的放大器系统的框图；

图2示出了根据本发明的实施例的磁共振成像设备的主要部件；

图3示出了根据本发明的实施例的磁共振成像设备的MRI磁体部分的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的用于驱动梯度线圈的放大器系统的框图；

图5示出了根据本发明的实施例的放大器系统的详细结构；

图6示出了根据本发明的实施例的用于配置放大器系统的方法的流程图；

图7示出了根据本发明的实施例的在一些可能滤波器参数下的放大器系统的一些实际极点；并且

图8示出了当采用根据本发明的实施例的放大器系统时的参考电流I_ref与在梯度线圈I_gc中的实际测量的电流之间的比较。

相同的附图标记用于在所有附图中指代相似部分。

具体实施方式

下文结合附图给出本发明的详细描述。

图2示出了根据本发明的实施例的包括在其中放置要成像的对象的检查体积的磁共振成像设备2的主要部件。磁共振成像设备2包括主磁体系统201，所述主磁体系统用于生成在z方向上的基本上一致和稳定的主磁场B₀，以用于对齐要成像的对象的核自旋。RF/MR发射/接收天线布置202被提供用于发射用于生成RF磁交替场B₁的RF信号以用于激励核磁共振，并且用于从要成像的对象的相关原子核接收后续MR弛豫信号。对于从激励的原子核产生的所接收的MR弛豫信号的空间选择和空间编码，系统还包括多个梯度线圈203、204、205，通过其分别生成正交x、y和z方向上的梯度磁场，如上文所解释的。

此外，磁共振成像设备2包括设备控制器88，其在RF发射期间控制RF发射器单元207，所述RF发射器单元用于生成经由RF发射/接收电路206馈送到RF天线布置202的RF信号。所接收的MR弛豫信号经由RF发射/接收电路206馈送到放大器和解调器单元208并且借助于处理单元209来处理以用于生成显示单元210上的检查对象的MR图像。此外，在MR信号接收期间，设备控制器88生成针对梯度放大器系统21的控制信号。对于梯度线圈203、204、205中的每个，梯度放大器系统21包括梯度放大器11，所述梯度放大器用于尤其地以输出电流的形式生成电输出功率，以用于操作该梯度磁场线圈，以便选择如公知的显示单元210上的要成像的检查对象内的期望的切片或体积。梯度放大器11具有用于对要提供给该梯度线圈的电流进行滤波的梯度滤波器111。对于梯度线圈203、204、205中的每个，梯度放大器系统21包括梯度放大器11和对应的控制器10。即，梯度放大器系统21具有三个梯度放大器11和三个对应的控制器10(在图2中未示出)。

图3更详细地示出了MRI设备2的梯度线圈203、204、205的布置的示意图。为了生成x方向上的位置相关或梯度磁场，提供第一梯度线圈203，每个沿着检查对象211的两侧。为了生成y方向上的位置相关或梯度磁场，提供第二梯度磁场线圈204，每个在检查对象211以上和以下。最后，第三梯度磁场线圈205被提供在检查对象周围并且在z方向上被位移以用于生成z方向上的位置相关或梯度磁场。在图3中还示意性地指示RF/MR发射/接收天线布置202。

如图4所示，对于梯度线圈203、204、205中的每个，放大器系统21包括：梯度放大器11，其用于驱动通过该梯度线圈的梯度电流，其中，梯度放大器还包括具有滤波器电压和滤波器电流的梯度滤波器111；控制器10，其耦合到梯度放大器以用于控制该梯度线圈中的梯度电流；反馈回路，其用于将该梯度线圈中的梯度电流I_gc反馈到控制器，其中，控制器被配置为基于该梯度线圈中的所反馈的梯度电流，在没有梯度滤波器的情况下控制降阶(order-reduced)的梯度放大器，并且其中，通过调节梯度滤波器的滤波器参数以实现放大器系统21的预定极点与实际极点之间的最小偏移，所配置的控制器适于利用梯度滤波器对梯度放大器进行控制。如由本领域的技术人员理解的，可以使用有理传递函数描述控制系统。有理传递函数可以被描述为采取因式分解的零极点形式的比率。有理传递函数的分母的根被称为控制系统的极点。极点是其中传递函数的幅度变为无限的s平面中的位置。控制系统的极点确定其稳定性性质和系统的自然或非强迫的行为，被称为系统的模式。

对于梯度线圈203、204、205中的每个，梯度放大器11和该梯度线圈具有三个独立状态，即，滤波器电压、滤波器电流和该梯度线圈中的梯度电流。为了做出全状态反馈，需要包括换能器的三个测量链。为了减小放大器系统21中的元件的数量，实行降阶。即，以数字域中的状态空间反馈控制器的形式实现控制器，从而代替该梯度线圈的状态和梯度放大器11的状态两者，仅基于该梯度线圈的状态来控制该梯度线圈中的梯度电流。该梯度线圈的状态包括该梯度线圈中的梯度电流，并且梯度放大器的状态包括滤波器电压和滤波器电流。降阶意味着未考虑两个状态(即，滤波器电压和滤波器电流)，使得滤波器111似乎根本不存在。降阶的梯度放大器意味着其中未考虑滤波器的梯度放大器。这样的降阶可以带来放大器系统21中的一些系统误差，但是它们可以通过调节梯度滤波器的滤波器参数来校正，如下面所讨论的。

如果系统参数与其标称值偏离，则状态空间控制器具有关于有限分辨率的抑制和特别地关于控制响应的改变的鲁棒性的优于PID控制器的许多优点。

图5示出了根据本发明的实施例的放大器系统21的详细结构。

在图5中，对于梯度线圈203、204、205中的每个，控制器10包括指示通过一个时钟周期的计算延迟的延迟框z^-1。此外，控制器10包括针对通过控制器10的输出控制信号的一个时钟周期的计算延迟的控制因子K_U1。控制器10还包括用于该梯度线圈中的梯度电流的控制因子K_GC。控制器10还包括串联到具有由A/D转换器加上额外的滤波引起的该梯度线圈中的梯度电流I_GC的测量值的20us的规则延迟链的传递函数G_GC。

在积分框z/(z-1)，积分控制偏离，其是该梯度线圈中的参考电流I_ref与梯度电流I_GC之间的差异。控制器10还包括用于控制偏离的控制因子K₁。此外，从积分框z/(z-1)的输出减去经由控制因子K_GC馈送的该梯度线圈中的梯度电流。并且，如在图5中，在控制器10的实际输出之前应用另外的框周期z^-1。

控制因子K_U1、K_GC等全部影响控制器10的控制性能，因此还影响该梯度线圈中的梯度电流。因此，配置控制器意味着设计控制器中的控制因子K_U1、K_GC等。可以通过已知方法(例如，极点放置方法等)设计控制因子K_U1、K_GC等。

预定极点的部分被实现为控制器配置的结果以在没有梯度滤波器的情况下控制降阶的梯度放大器。尤其地，主导放大器系统21的性能的预定极点的部分被选择为被实现为控制器配置的结果以在没有梯度滤波器的情况下控制降阶的梯度放大器。即，前面的(N-M)极点被实现为控制器配置的结果，其中，N是预定极点的数量，M是将能量存储在滤波器111中的元件的数量。预定极点是表示放大器系统21的期望性能的期望的极点，通常手动地预输入到放大器系统21。例如，预定极点是极点1(0.9)、极点2(0.7)、极点3(-0.1)、极点4(0)、极点5(0)(由极点主导放大器系统21的性能的程度排序的)。滤波器111具有电感器L_f和电容器C_f。因此，前面的3个极点(即，极点1(0.9)、极点2(0.7)、极点3(-0.1))被实现为控制器配置的结果以在没有梯度放大器的情况下控制降阶的梯度放大器。

然后，保持控制控制器10的配置未改变，梯度滤波器的滤波器参数被调节，以实现放大器系统21的预定极点与实际极点之间的最小偏移，使得所配置的控制器适于利用梯度滤波器控制梯度放大器。

放大器112是放大器单元。梯度滤波器111包括至少一个电感器和至少一个电容器，并且滤波器参数包括至少一个电感器的电感和至少一个电容器的电容，其在本文中分别被称为滤波器电感和滤波器电容。在具有电感器L_f和电容器C_f的滤波器111的范例中，如在图5中，滤波器参数是电感器L_f的电感和电容器C_f的电容。

针对至少一个电感器的可能电感和至少一个电容器的电容的不同组计算放大器系统21的实际极点。在具有电感L_f和电容器C_f的滤波器111的范例中，针对L_f的电感和C_f的电容的不同组计算放大器系统21的实际极点。例如，L_f的电感被固定并且设置到60uh，并且C_f的电容可以在110nF、220nF、440nF、880nF和1760nF之中改变以使滤波器谐振频率从62kHz到15kHz变化。下表示出了偏移系统极点，其中，预定(期望)极点是极点1(0.9)、极点2(0.7)、极点3(-0.1)、极点4(0)、极点5(0)。

表1：降阶的系统的极点偏移

仅在放大器系统21的预定极点与其幅度不大于1的实际极点之间计算最小偏移。

图7示出了z平面中的根轨迹。如从图7看到，当C_f的电容采取不同的值时，主导极点P1(0.9)几乎不具有任何偏移。当C_f的电容是880nF时，其极点4(图8中的P2)和极点5(图8中的P4)具有大于1的幅度。当C_f的电容是1760nF时，其极点4(图8中的P3)和极点5(图8中的P5)具有大于1的幅度。类似地，当C_f的电容是110nF时，其极点4和极点5具有大于1的幅度。当C_f的电容分别是115、130、145、160nF时，其极点4具有大于1的幅度。因此，在表1中，作为440nF和220nF的C_f的电容满足幅度条件。

如果存在例如满足幅度条件的滤波器中的电感和电容的不少于2组，则计算偏移。例如，如果预定(期望)极点是极点1(0.9)、极点2(0.7)、极点3(-0.1)、极点4(0)、极点5(0)。当L_f的电感是60uh并且C_f的电容是440nF时，实际极点是极点1(0.9)、极点2(0.8)、极点3(0)、极点4(0.1)、极点5(0.1)。当L_f的电感是80uh并且C_f的电容是600nF时，实际极点是极点1(0.9)、极点2(0.7)、极点3(-0.2)、极点4(0.2)、极点(0.2)。因此，当L_f的电感是60uh并且C_f的电容是440nF时，偏移是

当L_f的电感是80uh并且C_f的电感是600nF时，偏移是

因此，最小偏移是0.2，并且作为60uh的L_f的电感和作为440nF的C_f的电容是经调节的滤波器参数。

在作为60uh的L_f的电感和作为440nF的C_f的电容是梯度滤波器的经调节的滤波器参数的条件下，图8示出了梯度线圈I_gc中的参考电流I_ref与实际测量的电流之间的比较。如从图8可见的，梯度线圈I_gc中的实际测量的电流非常接近于参考电流I_ref，其图示了与其中滤波器电压和滤波器电流还被反馈的情况相比较，放大器系统21可以实现准确地控制梯度线圈中的电流的几乎相同的效应。并且，与其中滤波器电压和滤波器电流还被反馈的情况相比较，根据本发明的实施例的放大器系统具有由于两个反馈路径的缺少的较少的元件和成本效率。

根据本发明的另一方面的实施例，提供了包括如上述放大器系统21的磁共振成像设备2。

根据本发明的另一方面的实施例，提供了用于配置放大器系统21的方法。放大器系统21被配置为驱动磁共振成像设备中的梯度线圈203、204、205，并且包括：梯度放大器11，其用于驱动通过梯度线圈的梯度电流；以及控制器10，其耦合到梯度放大器以用于控制梯度线圈中的梯度电流，其中，梯度放大器11包括具有滤波器电压和滤波器电流的梯度滤波器111，并且反馈回路被用于将梯度线圈中的梯度电流反馈到控制器。如在图6中所示，方法包括：基于梯度线圈中的所反馈的梯度电流，配置S1控制器，以在没有梯度滤波器的情况下控制降阶的梯度放大器；调节S2梯度滤波器的滤波器参数以实现放大器系统21的预定极点与实际极点之间的最小偏移，使得所配置的控制器适于利用梯度滤波器控制梯度放大器。

根据实施例，控制器以数字域中的状态空间反馈控制器的形式实现以代替于梯度线圈的状态和梯度放大器的状态两者，仅基于梯度线圈的状态控制梯度线圈中的梯度电流。

根据实施例，梯度线圈的状态包括梯度线圈中的梯度电流，并且梯度放大器的状态包括滤波器电压和滤波器电流。

根据实施例，预定极点的部分被实现为配置S1控制器，以在没有梯度滤波器的情况下控制降阶的梯度放大器的结果。

根据实施例，滤波器包括至少一个电感器和至少一个电容器，并且滤波器参数包括至少一个电感器的电感和至少一个电容器的电容。

应注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域的技术人员将能够在不脱离权利要求书的范围的情况下设计备选实施例。实施例是说明性的而非限制性的。本发明旨在包括本发明范围和精神之内的对图示和描述的实施例的所有修改和变化。在权利要求中，被放置在括号内的任何附图标记不得被解释为对权利要求的限制。词语“包括”不排除未在权利要求或说明书中列出的元件或步骤的存在。在元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在列举若干单元的设备权利要求中，这些单元中的若干能够由同一项硬件和/或软件实现。词语第一、第二和第三等的使用不指示任何顺序。这些词语应被解释为名称。

Claims

1.一种用于驱动磁共振成像设备(2)中的梯度线圈(203、204、205)的梯度放大器系统(21)，所述梯度放大器系统(21)包括：梯度放大器(11)，其用于驱动通过所述梯度线圈的梯度电流，其中，所述梯度放大器还包括梯度滤波器(111)；控制器(10)，其被耦合到所述梯度放大器以用于控制所述梯度线圈中的所述梯度电流，其中，所述梯度放大器系统(21)由有理传递函数来描述，并且所述有理传递函数的实际极点依赖于控制器配置和梯度滤波器配置；所述梯度放大器系统(21)还包括：

反馈回路，其用于将被限制于所述梯度电流的状态反馈到所述控制器，其中，通过基于被限制于所反馈的梯度电流的所述状态确定所述控制器(10)的控制因子来配置所述控制器(10)，以实现独立于或最弱地依赖于所述梯度滤波器(111)的所述有理传递函数的预定极点的部分，并且其中，在对所述控制器(10)的所述配置之后通过确定所述梯度滤波器(111)的滤波器电感和/或滤波器电容来配置所述梯度滤波器(111)，以实现相对于所述预定极点发生最小偏移的实际极点。

2.根据权利要求1所述的梯度放大器系统，其中，所述预定极点被预输入到所述梯度放大器系统。

3.根据权利要求1所述的梯度放大器系统，其中，所述最小偏移仅在所述预定极点与其幅度不大于1的实际极点之间被计算。

4.根据权利要求1所述的梯度放大器系统，其中，所述控制器(10)以数字域中的状态空间反馈控制器的形式来实现。

5.一种包括根据权利要求1-4中的任一项所述的梯度放大器系统的磁共振成像设备(2)。

6.一种用于配置由有理传递函数描述的梯度放大器系统(21)的方法，所述梯度放大器系统(21)被配置为驱动磁共振成像设备中的梯度线圈(203、204、205)，并且所述梯度放大器系统包括梯度放大器(11)和控制器(10)，所述梯度放大器用于驱动通过所述梯度线圈的梯度电流，所述控制器被耦合到所述梯度放大器以用于控制所述梯度线圈中的所述梯度电流，其中，所述梯度放大器(11)包括梯度滤波器(111)，所述有理传递函数的实际极点依赖于控制器配置和梯度滤波器配置，所述方法包括：

将被限制于所述梯度电流的状态反馈到所述控制器(10)；

通过基于被限制于所反馈的梯度电流的所述状态确定所述控制器(10)的控制因子来配置(S1)所述控制器(10)，以实现独立于或最弱地依赖于所述梯度滤波器(111)的所述有理传递函数的预定极点的部分；

在控制器配置(S1)之后通过确定所述梯度滤波器(111)的滤波器电感和/或滤波器电容来配置(S2)所述梯度滤波器(111)，以实现相对于所述预定极点发生最小偏移的实际极点。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述控制器(10)以数字域中的状态空间反馈控制器的形式来实现。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

获得针对滤波器电感和滤波器电容的不同组的实际极点的不同组；并且

比较实际极点组相对于所述预定极点的偏移，以获得所述最小偏移。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括：

获得针对滤波器电感和滤波器电容的不同组的实际极点的不同组；

确定没有其幅度大于1的实际极点的一个或多个实际极点组；并且

比较所确定的实际极点组相对于所述预定极点的偏移，以获得所述最小偏移。