基于AVR单片机的核磁共振仪床体运动控制与检测系统

更新时间：2020-02-12 16:01:17 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：avr单片机核磁共振 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

本课题以通用电气医疗集团的Ovation5型核磁共振仪的床体为控制对象，研制了核磁共振成像仪床体运动控制与检测系统。论文具体分析了系统的设计要求，阐述了系统的功能，介绍了系统的硬件设计和软件设计。本系统的控制对象是核磁共振成像仪的床体，实现床体的纵向运动和横向运动控制及检测功能，纵向运动采用直流伺服电机驱动，横向运动采用直流步进电机驱动。床体同时具有现场手动控制和主机远程控制两种控制方式。控制系统主要由控制单元、执行机构、检测单元和显示单元四部分构成。系统设计了AVR系列单片机与MAX Ⅱ系列CPLD相结合的核心控制器，采用PWM方式控制直流伺服电机。闭环PI调节调节器的应用，使控制系统具有良好的动态和静态性能。对直流步进电机采用驱动器开环控制方式。为了降低系统内不同等级电压间的相互干扰，本设计将控制部分与功率部分放置在不同电路板上。系统的硬件电路板主要包括主控制板、显示按键板、电机驱动板。主控制板是系统的核心部分，包括以单片机和CPID为主控元件控制核心，位置信号滤波电路，电平转换电路，串口通信电路，电流信号处理电路和一些外围辅助电路。显示按键板是系统中的人机对话部分，操作人员通过对操作面板上的按键和开关的操作实现系统的控制和检测功能。电机驱动板是系统直接连接两台被控电机的执行部分，主要包括直流伺服电机驱动电路、步进电机驱动电路和过流保护电路。本系统的软件设计包括两个部分，单片机程序设计和CPID程序设计。AVR单片机采用ICC语言，采用模块化设计，增加了程序的可读性和可移植性。主要的程序模块有：主程序、按键扫描模块、动态显示输出模块、PWM波控制模块、纵向运动测试模块、横向运动测试模块、寿命测试模块等。CPID采用QuartusⅡ平台开发，采用原理图输入的方式，实现显示信号编码、步进电机驱动脉冲计数、横向位置计算等功能。本文最后在对运动控制与检测系统在实际应用中的情况进行了实验研究，并提出了部分改进方案。目前该系统已应用于GE公司的核磁共振成像仪床体的生产与实验。系统能够对床体部分独立进行检测，解决了安装全部系统带来的不便，缩短了生产周期，同时，为今后开发功能更完善、性能更先进的运动控制与检测系统奠定了良好的基础。 ...