数字化X线摄影机遥控系统的研究

摘要

数字化X线摄影机是近年来随着计算机、自动化、智能控制等技术迅速发展起来的医疗设备。如何方便、高效、高精度地实现对数字化X线摄影机的控制是本文研究的课题。论文主要研究了红外线遥控，PLC(Programmable Logic Controller)可编程控制器对数字化X线摄影机的控制，最后讨论了神经网络PID(比例、积分、微分)控制在设备上的应用及仿真。 红外线遥控具有许多优点，经过多年的发展，已经广泛应用于控制、传输、医疗、军事等高科技领域。在本课题中，主要讨论了红外线的编码、解码以及在数字化X线摄影机中的应用。 本文根据数字化X线摄影机的控制要求，采用PLC控制的数控系统。该系统具有位置调节，速度调节等功能，并做了可靠性设计。文中论述了系统软件的设计方法和过程，采用模块化的编程思想，实现了系统各部分功能的控制。 PID控制以其结构简单、可靠性高、易于工程实现等优点至今仍被广泛应用。但对于复杂控制对象，PID控制很难获得理想的控制效果。基于以上原因，本文以数字化X线摄影机为控制对象，通过分析无刷直流电机的数学模型，以BP(误差反传)神经网络为基础，设计了BP神经网络PID控制器。在MATLAB平台上，讨论了相应的控制算法，进行了仿真研究。结果表明，神经网络PID控制具有较好的控制精度和较强的鲁棒性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1数字化X线摄影机控制系统的发展及前沿

1.2红外线遥控技术

1.3神经网络PID控制技术的发展及意义

1.4本课题研究的内容及意义

1.4.1本课题研究的主要内容

1.4.2本课题研究的主要意义

第二章数字化X线摄影机功能要求及系统设计

2.1数字化X线摄影机的简介

2.2数字化X线摄影机的主要组成

2.3数字化X线摄影机的控制原理

2.3.1红外线遥控

2.3.2数字化X线摄影机的速度和位置控制

2.3.3可靠性设计

2.4本章小结

第三章红外线遥控的电路设计及软件设计

3.1硬件选型

3.1.1红外发射芯片选型

3.1.2红外线接受器选型

3.1.3单片机选型

3.2集成电路设计

3.2.1 DC/DC电源转换模块

3.2.2红外线一体化接收器

3.2.3复位电路

3.2.4AT89C51管脚接线

3.2.5继电器驱动电路

3.2.6集成电路

3.3软件设计

3.3.1算法原理

3.3.2软件设计方法及步骤

3.4本章小结

第四章数字化X线摄影机的PLC程序设计

4.1 PLC可编程控制器相关介绍

4.1.1可编程控制器的概念

4.1.2可编程控制器的特点

4.1.3可编程控制器的组成

4.1.4可编程控制器的工作原理

4.2 PLC的选型

4.3系统的控制要求

4.4控制系统的I/O点及说明

4.5 PLC程序设计

4.6本章小结

第五章神经网络PID控制在数字化X线摄影机的应用及仿真

5.1神经网络的基本概述及应用

5.2BP神经网络

5.2.1BP神经网络的基本结构

5.2.2 BP算法的步骤

5.2.3 BP算法的改进

5.3基于BP神经网络的PID控制

5.3.1传统PID控制原理

5.3.2BP神经网络PID控制原理

5.3.3基于BP神经网络的PID控制算法

5.4数字化X线摄影机的电机输出仿真

5.4.1无刷直流电机的结构和工作原理

5.4.2无刷直流电机的数学模型

5.5仿真实验结果

5.6本章小结

第六章全文总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文