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基于主从式控制结构的电动光栅硬件设计

吴凡  
【摘要】: 随着肿瘤放射治疗技术的发展,调强放射治疗(IMRT)已经成为二十一世纪放射治疗技术的主流技术。作为IMRT的必备设备,电动多叶光栅(DMLC)具有重要的研究价值。 本文探讨了电动多叶光栅的基本工作原理和硬件结构,论文涉及了主从式结构的电动多叶光栅控制电路完整的设计过程,包括系统功能的分析、系统方案的设计、硬件电路的设计、以及程序的编写和功能实现。详细的介绍ARM核心控制部分、ARM-FPGA信息管理和控制部分、电机驱动部分的功能。本文最后提供了测试系统功能的方法并给出了部分测试结果。 本设计采用先进的现场可编程门阵列(FPGA)器件以及ARM微处理器,实现电动多叶光栅的静态适形(Aperture)、静态调强(Step-and-shoot)、动态调强(Sliding-window)功能。论文中介绍了采用数字PID控制的方法来对叶片实施控制,实现了对叶片速度和位置的有效控制,达到了控制精度的要求。 经测试表明,本项目研制的主从式结构电动多叶光栅实现了调强放疗要求的基本功能,并具有稳定性好,叶片控制精度高的特点,完全能够满足调强放射治疗的要求。


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