新型电动手术床控制系统的开发与研究

发布时间：2020-12-29 00:52

　　针对目前国内中低端手术床功能单一,控制精度低,抗干扰能力差;高端手术床依赖进口,价格昂贵,出现故障后难以修复的情况。如何提高手术床使用性能使其功能多样化,已经成为很多医疗器械公司急需解决的问题。因此,本文开发了一种新型医疗电动手术床控制系统。主要内容如下:（1）基于STM32F407处理器,设计了主控板最小系统、电源控制、存储、通信、电机和电磁阀驱动及数据采集等功能模块,采用μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统,开发了动作控制、查询、设置等模块程序,实现了电动手术床姿态调整、数据采集及存储、故障检测、电机转速控制、充电保护等功能。（2）设计了按键控制、电源控制、状态显示等硬件模块,开发了人机显示界面,实现了手持器的控制命令发送、当前动作显示、电量显示、故障信息显示、时间设置、复合姿态设置、不同操作人员权限设置等功能。（3）基于故障树分析,构建了手术床控制系统故障树模型,利用二元决策图分析了电气控制系统故障树的连接逻辑及故障重要度,研究了基于诊断单元的推理和规则框架推理的电动手术床控制系统的诊断策略,实现了手术床的远程故障诊断。（4）基于模糊逻辑推理机制,结合专家综合评判规则,研究了专家自然... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内外研究现状总结
    1.3 本课题研究内容
第2章 新型电动手术床控制系统方案设计
    2.1 新型电动手术床控制系统的功能需求
    2.2 新型电动手术床控制系统的整体架构设计
    2.3 新型电动手术床控制系统的工作流程
    2.4 本章小结
第3章 新型电动手术床控制系统的硬件设计
    3.1 主控板硬件设计
        3.1.1 MCU
        3.1.2 CAN通信模块
        3.1.3 电源控制模块
        3.1.4 存储模块
        3.1.5 电机驱动器控制电路
        3.1.6 电磁阀驱动电路
        3.1.7 故障检测数据采集模块
    3.2 手持器硬件设计
        3.2.1 电源控制模块
        3.2.2 显示模块
        3.2.3 按键控制模块
    3.3 三轴加速度传感器硬件设计
    3.4 本章小结
第4章 新型电动手术床控制系统的软件设计
    4.1 主控板软件设计
        4.1.1 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统
        4.1.2 功能模块设计
        4.1.3 FATFS文件系统
    4.2 手持器软件设计
        4.2.1 按键控制软件设计
        4.2.2 人机界面软件设计
    4.3 本章小结
第5章 电动手术床远程故障诊断的方案设计及其实现方法
    5.1 远程故障诊断系统体系结构
        5.1.1 远程故障诊断系统网络体系结构
        5.1.2 远程故障诊断系统总体架构设计
    5.2 基于故障树的专家系统的应用
        5.2.1 智能故障诊断方法
        5.2.2 基于故障树方法的故障诊断原理
        5.2.3 基于故障树的故障诊断专家系统的系统分析
    5.3 基于故障树的远程故障诊断专家系统实现与验证
        5.3.1 目标系统故障树的建立
        5.3.2 目标系统故障树的定性分析
        5.3.3 目标系统故障树的定量分析和优先级的确定
        5.3.4 专家系统故障诊断过程
        5.3.5 系统知识存储
        5.3.6 系统分析
    5.4 底事件概率不确定性分析
        5.4.1 专家评判意见模糊化
        5.4.2 专家模糊评判的合成及其权重分析
        5.4.3 模糊可能性分数转换及解模糊
    5.5 系统网页的实现
    5.6 本章小结
第6章 系统EMC测试
    6.1 测试内容
    6.2 主要措施
    6.3 测试结果
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 课题总结
    7.2 课题展望
参考文献
致谢
附录: 攻读硕士期间科研成果



本文编号：2944683