【摘要】：精確放療是治療惡性腫瘤的有效手段。在放療過(guò)程中,治療床是支持病人擺動(dòng)并實(shí)現(xiàn)精確定位的重要設(shè)備。本文以碳離子治療系統(tǒng)中剪式治療床為研究對(duì)象,針對(duì)剪式治療床升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性,提出了一種基于升降運(yùn)動(dòng)模型的控制算法;并利用Ether CAT網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,結(jié)合倍福Twin CAT開(kāi)放式平臺(tái),獲得了提高剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速響應(yīng)的方法。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)建立并分析剪式治療床升降機(jī)構(gòu)的力學(xué)模型,得出剪式升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不影響升降運(yùn)動(dòng)精度的結(jié)果,也為執(zhí)行元件的選擇提供了理論依據(jù);分析剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,建立影響剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的數(shù)學(xué)模型,為控制算法的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。(2)根據(jù)剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的工況,借助于倍福開(kāi)放的體系,構(gòu)建了一個(gè)基于Ether CAT的伺服控制系統(tǒng)。(3)根據(jù)剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了一種具有非線(xiàn)性逼近能力的模糊PID補(bǔ)償控制算法,并仿真證明它優(yōu)于PID補(bǔ)償控制,更適用于剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)。(4)結(jié)合TE1400與Matlab/Simulink生成TcCOM模型,并對(duì)Twin CAT3組態(tài)配置,通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證模糊PID補(bǔ)償控制算法的控制效果,獲得了提高剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性和定位精度的方法。本課題通過(guò)對(duì)剪式治療床升降運(yùn)動(dòng)的研究,獲得了一種適用于剪式治療床的控制算法,為提高剪式治療床的擺位精度和改善運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性提供了解決方案。同時(shí),也為其它升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和控制算法的設(shè)計(jì)提供了借鑒。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH789

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本文編號(hào)：2621826