時間:2022-09-26 15:16:41來源:《電氣傳動》
摘要:旋轉機架是質子放療設備的重要組成部分,其主要特點是質量大、尺寸大、轉動慣量大,運行時需要保證機架平穩(wěn)加減速啟停及精準定位。針對旋轉機架的定位控制需求,對控制系統(tǒng)的硬件、軟件部分進行了選型、設計,研究了系統(tǒng)的控制模型,并進行了參數整定,開發(fā)了一套基于PLC
的質子治療旋轉機架定位控制系統(tǒng)?,F(xiàn)場試驗結果表明:開發(fā)的質子治療旋轉機架定位控制系統(tǒng)能夠保證旋轉機架在-180?~180?角度范圍、轉速1 r/min
的條件下,角度定位精度達到0.011 3?,滿足質子放療設備的工作要求。
團隊介紹
團隊合影照片
華中科技大學裝備數字化控制課題組,由導師龔時華教授及帶領的6位博士研究生、4位碩士研究生組成。團隊依托于華中科技大學機械科學與工程學院“制造裝備數字化國家工程研究中心”,主要研究方向為裝備自動化控制,數控技術,視覺伺服等。
研究背景
本篇論文選題來源于國家重點研發(fā)計劃“基于超導回旋加速器的質子放療裝備研發(fā)”項目子課題“質子治療旋轉機架”(項目編號:2016YFC0105306)。
近年來,針對惡性腫瘤的治療,放射治療起著重要的作用,其中,質子治療經過長時間的探索后,已經成為當前放療領域的一大前沿熱點。旋轉機架是質子放療設備的重要組成部分,其主要特點是質量大、尺寸大、轉動慣量大,因此對電機選型與運動控制系統(tǒng)設計有更高的要求。
本文針對質子放療設備旋轉機架的定位控制技術開展研究,開發(fā)了一套基于PLC的質子治療旋轉機架定位控制系統(tǒng),以滿足質子放療設備的工作要求。
研究成果解讀
本文針對質子治療旋轉機架質量大、尺寸大、轉動慣量大、定位精度要求高等特點,設計開發(fā)的一套大慣量質子治療旋轉機架定位控制系統(tǒng),經現(xiàn)場實驗驗證,該定位控制系統(tǒng)能夠保證旋轉機架在-180?~180?角度范圍、轉速1
rpm的條件下,角度定位精度達到0.0113?,滿足旋轉機架的定位要求,為質子放療設備的運行提供了保障。
研究路線
研究路線圖
本文針對質子放療設備旋轉機架的定位控制技術開展研究,為保證其定位精度和運動性能,并考慮到多運動模式以及系統(tǒng)可靠性要求,開發(fā)了一套基于PLC的質子治療旋轉機架定位控制系統(tǒng),對其硬件、軟件部分進行了選型、設計,研究其運動控制模型,并進行了參數的整定,最后通過質子治療旋轉機架的現(xiàn)場試驗驗證了該定位控制系統(tǒng)能夠滿足放療過程中的控制要求。
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