[發明專利]一種多功能移動CT電機控制系統及實現方法

有效

• 申請號: 201410678440.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN105167792B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 袁剛;張寅;郁朋;陳奭;徐品;范梅生
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

本發明公開了一種多功能移動CT電機控制系統及實現方法，包括上位機，所述上位機與電機控制板連接，所述電機控制板與信號處理模塊，水平電機驅動器，光電開關，限位開關和旋轉電機驅動器連接，所述信號處理模塊與數據采集模塊連接，所述數據采集模塊分別與第一傳感器模塊和第二傳感器模塊連接，所述水平驅動器與水平電機連接，所述水平電機與所述第一傳感器模塊連接，所述旋轉電機驅動器與旋轉電機連接，所述旋轉電機與所述第二傳感器模塊連接。本發明流程清晰，結構合理，易于醫生操作，安全性能高，電機運動誤差小，兩電機之間的同步誤差較小，抗干擾能力強，并且實時反饋位置信息，提高了數據質量，對于后期的圖像重建質量提高有較大幫助。

技術領域

本發明涉及一種多功能移動CT電機控制系統及實現方法。

背景技術

隨著現代醫學診斷技術的發展，CT掃描儀正得到越來越多的應用，對于CT掃描儀的要求也越來越高。為了方便掃描，快捷方便的完成掃描，醫院對于移動式CT有了較大的需求，同時，對于一些在特定場合有著特殊需求的情況，比如要求在車載或者戶外完成的情況，都要求CT掃描儀具有體積較小，質量輕，方便移動，掃描快速，成像準確等特點。對于上述需求，都要求多功能移動CT的電機控制系統應該比一般大型CT有更好的定位精度，更快的響應速度、更低的同步誤差和更強的抗干擾能力。

專利號為CN200810121354.6提出了一種硬件上采用運動控制卡外加補償器模塊的方法來實現對同一控制目標進行同步控制的方法。該方案的同步控制算法需要通過運動控制卡加上補償器模塊一起實現，結構比較復雜并且控制對象單一，采用運動控制卡進行電機控制又導致電機控制功能較少，不能完成定位精度檢測與校正。本方案直接在電機控制板上完成算法的運算，所設計的電機控制板能夠直接實現電機控制和電機補償算法運算，完成對于不同控制目標的同步控制，并且直接通過電機控制板與上位機完成通信，提高通信速度，并且能夠現實實時位置信息檢測與校正，控制精度有較大提升。

專利號為CN201110273871.7提出了一種利用主從控制來實現同步控制的方案，但該方案僅能對負載相差過大的兩電機進行同步控制，并且控制精度不高，有一定局限性。本方案采用了現代控制理論中的特征結構配置方法進行同步控制算法的設計，可以根據負載的需求選取較為靈活的選擇同步控制方案（比如主從或者交叉耦合等），有較強的抗干擾能力，能夠減少同步誤差，提高了同步精度。

目前移動CT的電機控制基本都通過運動控制卡驅動電機實現，其同步控制大都通過單獨的補償器得到補償參數后再通過運動控制卡傳遞給電機，這樣結構較為復雜，并且單獨的補償器一般都采用經典控制PID補償，具有一定的局限性，應用并不靈活，而且參數傳遞的過程會出現精度丟失。

本方案在一般移動CT的基礎上，改進了電機控制的硬件結構，直接通過一塊電機控制板完成電機控制的基本功能、同步控制算法運算、通信指令收發，減少了硬件環節，提高了通信效率，避免出現參數傳遞時的精度丟失。采用了現代控制理論中的特征結構配置方法進行了同步控制算法的設計，較經典控制算法的同步控制精度有所提高，并且能夠加強系統的抗干擾能力。同時，通過傳感器反饋給電機控制板的實時位置信息，保證數據采集與曝光時刻的一致性，提高了投影數據的質量，進而提高圖像重建的質量。另外，通過電機控制板上光電開關接口與限位開關一起實現了軟硬件的雙重保護模式，提高設備安全性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種多功能移動CT電機控制系統及實現方法。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：