基于DSP的X光机智能控制系统

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时间:2019-05-23

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1、摘要摘要x射线自114年前被德国物理学家伦琴发现以来,在医学、工业、安检、生物等领域获得了广泛的应用。在X射线发生设备中,传统的工频(50Hz)X光机存在诸多缺点:体积庞大、电源效率偏低、射线剂量输出不稳定、软射线成分较多、成像质量不高等,因此工频机已被市场所淘汰,在某些发达国家甚至被明令禁止生产。随着直流逆变技术的引入,X光机高压发生器的工作频率从工频提高到中频(400Hz-20kHz)和高频(20kHz-100kHz),并且由于单片机、DSP和计算机技术的发展,X光机的生产正朝着高频化、智能

2、化、模块化、数字化的方向发展。本文在对传统工频X光机的特点进行总结和改进的基础上,提出了一种医用高频X光机电源系统和控制系统的设计方案,实现了开关电源的数字化和控制系统的智能化。论文首先介绍了X线发生装置的基本结构和工作原理,分析了工频机和高频机的性能差异,并结合国内外X光机的发展现状,提出了课题的主要研究工作。然后,对X光机高频开关电源的各个组成部分进行分析与设计,并给出了设计参数。在控制系统中,选择数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407为控制核心,完成了管电压(kV)、管电流(In

3、A)闭环反馈控制、过压过流检测等功能。文中应用Matlab和PSpiee软件分别对控制系统和电路系统进行仿真,仿真结果证明了本文的设计是合理的、可行的。图【63】表【2】参【47】关键词:X射线;高频X光机;闭环控制;DSP安徽理1:入学硕士学位论文AbstractSinceX-raywasdiscoveredbyGermanphysicistRoentgen14yearsago,ithadbeenwildlyusedinmanyfields,forexample,medicine,indust

4、ry,securityinspection,biologyandete.Conventionalindustrialfrequency(50Hz)X·raygeneratorshavemanydisadvantages,such弱,hugevolume,lowpowerefficiency,unstableoutputraydose,logvimagingquality,etc.So,itwasbeingoutofthemarketgraduallyandevenwasforbiddentopr

5、oducebyofficialorderinmanydevelopedcountries.WiththeDCinvertertechnologyintroducing,theworkingfrequencyofhi{;hvoltageX—raygeneratorswereuptomediumfrequency(400Hz-20kHz)andhighfrequency(20kHZ-100kHz).Furthermore,thedevelopmentofMCU,DSPandcomputertechn

6、ologyalsomergedintothedesignofhi曲frequencygenerators.Nowadays,highfrequency,digitalization,intellectualization,modularizationisjustthetendency.Thisdissertationpresentedadesignschemeofswitchingpowersupplysystemandcontrolsystemformedicalusehighfrequenc

7、ygenerators,basedonthesummarizationandrestructionofeonventionalX—raygenerators.Asaresult,thisdesignrealizedthedigitalizationofswitchingpowersupplysystemandtheintellectualizationOfcontrolsystem.Atfirst,thisdissertationdescribedthebasicstructureandwork

8、ingprincipleofX·raygenerators,inaddition,analysedtheperformancedifferencebetweenindustrialfrequencygeneratorsandhi曲frequencygenerators.CombinedwiththecurrentsituationofX—raygeneratorsindomesticandok,erseas,wepresentedthemainstudywork.Then,weanalyseda

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