剪式治疗床升降运动的分析与控制

发布时间：2020-04-10 05:38

【摘要】：精确放疗是治疗恶性肿瘤的有效手段。在放疗过程中,治疗床是支持病人摆动并实现精确定位的重要设备。本文以碳离子治疗系统中剪式治疗床为研究对象,针对剪式治疗床升降机构的运动特性,提出了一种基于升降运动模型的控制算法;并利用Ether CAT网络协议,结合倍福Twin CAT开放式平台,获得了提高剪式治疗床升降运动的稳定性、准确性和快速响应的方法。本文主要研究内容及结果如下:(1)建立并分析剪式治疗床升降机构的力学模型,得出剪式升降机构结构稳定,不影响升降运动精度的结果,也为执行元件的选择提供了理论依据;分析剪式治疗床升降运动的规律,建立影响剪式治疗床升降运动平稳性的数学模型,为控制算法的设计奠定基础。(2)根据剪式治疗床升降运动的工况,借助于倍福开放的体系,构建了一个基于Ether CAT的伺服控制系统。(3)根据剪式治疗床升降运动的数学模型,设计了一种具有非线性逼近能力的模糊PID补偿控制算法,并仿真证明它优于PID补偿控制,更适用于剪式治疗床升降运动。(4)结合TE1400与Matlab/Simulink生成TcCOM模型,并对Twin CAT3组态配置,通过实验平台验证模糊PID补偿控制算法的控制效果,获得了提高剪式治疗床升降运动的响应速度、稳定性和定位精度的方法。本课题通过对剪式治疗床升降运动的研究,获得了一种适用于剪式治疗床的控制算法,为提高剪式治疗床的摆位精度和改善运动过程的平稳性提供了解决方案。同时,也为其它升降机构的运动分析和控制算法的设计提供了借鉴。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH789

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本文编号：2621826