手术动力装置微电机测功机研究

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1、第20卷第20期电子设计工程2012年10月V01．2ONo．20ElectronicDesignEngineering0ct．2012手术动力装置微电机的测功机的研究赵志强-一，廖程，沈巍，郑国维(1．重庆邮电大学生物医学研究中心，重庆400065；2．重庆医科大学附属第二医院，重庆400010)摘要：手术动力装置是，临床的重要器械，它的电机的性能直接关系到病患的生命，所以对手术动力装置微电机的测功机的研究就显得尤为重要。基于windows平台，以STC单片机为数据采集系统，配合必要的传感器和驱动电路及信号调理电路，应用模糊控制PID算法，开发

2、手术动力装置微型电机的测功机主控系统。该系统完成了数据采集、处理、显示和报警等功能。关键词：测功机；单片机；模糊控制；手术动力装置中图分类号：TM933-3文献标识码：A文章编号：1674—6236(20l2)20—0084—03ResearchonmicromotordynamometerinoperationpowerdeviceZHAOZhi—qiang一，LIA0Cheng，SHENWei，ZHENGGuo—wei(1．BiomedicalEngineeringResearchCenter，ChongqingUniversityofPos

3、ts&Telecommunications，Chongqing400065China；2．TheSecondCollegeandAffiliatedHospital(SCCAH)，ChongqingMedicalUniversity(CQMU)，Chongqing400010．Cina)Abstract：Operationpowerdeviceisclinicalimportantequipment，anditsmotorperformancedirectlyrelatedtothepatient’Slife，SOitisEspeciallyim

4、portanttostudymicromotordynamometerinoperationpowerdevice．ThecontrolsystemofdedynamometerisbasedontheWindowsplatform，makingSTCmicrocontrollerasdatacollectionsystem，withthenecessarysensor，drivecircuitandsignalregulatecircuitandthefuzzycontrolPIDalgorithm，todevelopthemaincontro

5、lsystemotoperationpowerdevicemicromotors．Thissystemhasthefunctionsofdatagathering，processing，displayingandalarmetc．Keywords：dynamometer；microcontroller；fuzzycontrol；operationpowerapparatus随着我国临床医学的发展．手术动力装置成为临床手术中重要的器械之一。一般要求手术动力装置需具有寸小，转矩脉动小，转速精确可调等优点。手术动力装置所选用电机与动力设备匹配之前．都需

6、经过测功机进行动力测试，因手术动力装置的微型电机要求转速高而转矩精确等特点，市场上没有适合手术动力装置微型电机的测功机，所以对手术动力装置微型电机的测功机研究就显得尤为重要。手术动力装置微电机的测功机由被测电机、加载器、多种传感器、单片机、上位机及驱动电路等组成。其中，加载器是一台他励直流电机；被测电机与加载器用联轴器相连；数据采集采用STCl2C5A60S2单片机，它采集被测电机和加载器的信号，并传递给计算机，并接受计算机处理之后信号用以驱动被测电机和加载器；上位机应用程序完成启动、停止整个系统、处理和传递参数给单片机，以及模糊控制PID算法的

7、运行~i-21。模糊PID控制算法克服了模糊控制精度不高和存在静态余差的缺点，达到良好的控制效果。1手术动力装置微电机的测功机的硬件设计整个系统硬件结构如图1所示，系统主要包括STC12C5收稿日期：2012—06—20稿件编号：201206136作者简介：赵志强(1976一)，男，重庆南岸人，博士，副教授。研究方向：智能医疗仪器。-84——赵志强。等手术动力装置微电机的测功机的研究1．2转矩转速测量中包括转速、转矩、电流、功率等参数)和控制策略的实现。具转矩测量采用定子转矩法．即把电机的定子和转子同时体的流程框图如图3(a)所示。架空，电机旋转

8、时，电磁力对转子产生一个旋转的力矩，同时2．2单片机软件设计也向定子施加一个大小相等，且方向相反的反作用力矩。通单片机信息采集控制系统是