基于DSP的X光机智能控制系统

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1、摘要摘要x射线自114年前被德国物理学家伦琴发现以来，在医学、工业、安检、生物等领域获得了广泛的应用。在X射线发生设备中，传统的工频(50Hz)X光机存在诸多缺点：体积庞大、电源效率偏低、射线剂量输出不稳定、软射线成分较多、成像质量不高等，因此工频机已被市场所淘汰，在某些发达国家甚至被明令禁止生产。随着直流逆变技术的引入，X光机高压发生器的工作频率从工频提高到中频(400Hz-20kHz)和高频(20kHz-100kHz)，并且由于单片机、DSP和计算机技术的发展，X光机的生产正朝着高频化、智能

2、化、模块化、数字化的方向发展。本文在对传统工频X光机的特点进行总结和改进的基础上，提出了一种医用高频X光机电源系统和控制系统的设计方案，实现了开关电源的数字化和控制系统的智能化。论文首先介绍了X线发生装置的基本结构和工作原理，分析了工频机和高频机的性能差异，并结合国内外X光机的发展现状，提出了课题的主要研究工作。然后，对X光机高频开关电源的各个组成部分进行分析与设计，并给出了设计参数。在控制系统中，选择数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407为控制核心，完成了管电压(kV)、管电流(In

3、A)闭环反馈控制、过压过流检测等功能。文中应用Matlab和PSpiee软件分别对控制系统和电路系统进行仿真，仿真结果证明了本文的设计是合理的、可行的。图【63】表【2】参【47】关键词：X射线；高频X光机；闭环控制；DSP安徽理1：入学硕士学位论文AbstractSinceX-raywasdiscoveredbyGermanphysicistRoentgen14yearsago，ithadbeenwildlyusedinmanyfields，forexample，medicine，indust

4、ry,securityinspection，biologyandete．Conventionalindustrialfrequency(50Hz)X·raygeneratorshavemanydisadvantages，such弱，hugevolume，lowpowerefficiency,unstableoutputraydose，logvimagingquality,etc．So，itwasbeingoutofthemarketgraduallyandevenwasforbiddentopr

5、oducebyofficialorderinmanydevelopedcountries．WiththeDCinvertertechnologyintroducing，theworkingfrequencyofhi{；hvoltageX—raygeneratorswereuptomediumfrequency(400Hz-20kHz)andhighfrequency(20kHZ-100kHz)．Furthermore，thedevelopmentofMCU，DSPandcomputertechn

6、ologyalsomergedintothedesignofhi曲frequencygenerators．Nowadays，highfrequency，digitalization,intellectualization,modularizationisjustthetendency．Thisdissertationpresentedadesignschemeofswitchingpowersupplysystemandcontrolsystemformedicalusehighfrequenc

7、ygenerators，basedonthesummarizationandrestructionofeonventionalX—raygenerators．Asaresult，thisdesignrealizedthedigitalizationofswitchingpowersupplysystemandtheintellectualizationOfcontrolsystem．Atfirst,thisdissertationdescribedthebasicstructureandwork

8、ingprincipleofX·raygenerators，inaddition，analysedtheperformancedifferencebetweenindustrialfrequencygeneratorsandhi曲frequencygenerators．CombinedwiththecurrentsituationofX—raygeneratorsindomesticandok,erseas，wepresentedthemainstudywork．Then,weanalyseda