小型CT螺旋扫描同步控制系统研究

【摘要】小型CT在螺旋扫描模式下，要求旋转机架旋转运动和直线运动保持一定的位置对应关系，所以研究双电机同步控制策略是实现小型CT螺旋同步扫描的核心技术。本文深入分析多电机同步过程中影响同步误差的因素，在此基础上提出了基于同步误差传递函数的交叉耦合同步控制算法。首先，针对小型CT螺旋扫描投影数据均匀采样的需求，进行双电机位置同步需求分析，从而建立了双电机同步关系数学模型。同时，分析了单轴跟踪系统的负载特性，进而提出采用双回路串级校正方法提高单电机的稳态性能，并有效的抑制了进入速度环的二次扰动。然后，针对双电机螺旋线同步运动，建立了双电机同步误差模型。在此基础上，提出了基于同步误差传递函数的交叉耦合控制器，和传统交叉耦合控制算法比较，本文所提出的交叉耦合补偿器不仅能保障双电机的精确同步，而且有效的抑制系统稳态时产生的同步误差波动，进而同步质量得到了较大提高。最后，针对小型CT不同扫描螺距下双电机同步控制进行了仿真实验，从跟踪误差、相对误差、同步位置及累积误差进行同步控制算法性能分析，得出本文所提出的基于同步误差交叉耦合同步控制算法能很好的满足小型CT螺旋扫描的性能要求。同时，本文设计了双电机同步控制系统硬件平台，满足双电机同步控制的需求。
【作者】梁永；
【导师】张涛；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，光学工程，2013，硕士
【关键词】小型CT；螺旋运动；交叉耦合控制器；同步误差；

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