本文關(guān)鍵詞：用于小動物多模態(tài)成像的機電系統(tǒng)研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 機電系統(tǒng) 運動控制 多模態(tài) 成像系統(tǒng) Micro-CT PET 光學

【摘要】：相對于單一模態(tài)的分子成像設(shè)備,多模態(tài)分子影像設(shè)備具有明顯的優(yōu)點,因此多模態(tài)分子影像設(shè)備的研發(fā)越來越受到人們的關(guān)注,國內(nèi)外多家研究機構(gòu)已經(jīng)開展了相關(guān)的研發(fā)工作。本實驗室根據(jù)自身的情況,并結(jié)合之前對分子成像技術(shù)的研究,致力于研發(fā)光學/PET/Micro-CT三模態(tài)成像設(shè)備。機電系統(tǒng)在多模態(tài)成像過程中起著重要作用,它決定著系統(tǒng)的掃描方式,其機械精度對系統(tǒng)的成像質(zhì)量具有重要影響。本文基于如上需求,研發(fā)承載光學/PET/Micro-CT三模態(tài)成像系統(tǒng)的機電系統(tǒng)。本文的工作主要包括以下兩方面的內(nèi)容:1.機械系統(tǒng)的設(shè)計與性能測試。首先了解光學/PET/Micro-CT這三種成像模式的融合方式,調(diào)研國內(nèi)外各個機構(gòu)的的多模態(tài)成像設(shè)備的機械系統(tǒng),然后根據(jù)我們的多模態(tài)成像系統(tǒng)的設(shè)計目標及參數(shù)要求,完成機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。系統(tǒng)總體方案確定之后,具體設(shè)計了其各個模塊,主要包括轉(zhuǎn)動支撐模塊、傳動模塊、動力模塊和小動物移動支架等。設(shè)計完機械系統(tǒng)之后,對機械系統(tǒng)的核心零件進行了受力仿真分析,仿真結(jié)果驗證了機械設(shè)計的可靠性。最后,對加工完成的機械系統(tǒng)進行了相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)測試實驗,主要包括系統(tǒng)主軸的端跳和徑跳實驗,轉(zhuǎn)盤的端跳實驗等,實驗結(jié)果表明該機械系統(tǒng)達到了前期的設(shè)計要求。2.運動控制方案的設(shè)計與實現(xiàn)。在完成機械系統(tǒng)的設(shè)計以后,還需要設(shè)計出運動控制系統(tǒng),主要包括系統(tǒng)轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)和系統(tǒng)平動控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)好壞決定機電系統(tǒng)的運動性能以及運動參數(shù)的優(yōu)劣,由于多模態(tài)成像系統(tǒng)對機械運動的性能要求較高,所以我們?yōu)橄到y(tǒng)轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)設(shè)計出了雙閉環(huán)控制方案,它包括大閉環(huán)和小閉環(huán),大閉環(huán)主要修正回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動誤差,小閉環(huán)修正電機的轉(zhuǎn)動誤差。我們還設(shè)計出了系統(tǒng)平動控制方案,然后我們根據(jù)控制方案具體設(shè)計出運動控制系統(tǒng),主要工作是控制器件的選擇以及控制系統(tǒng)的搭建。系統(tǒng)轉(zhuǎn)動控制是系統(tǒng)運動控制的核心,因此設(shè)計出了多組實驗來驗證控制系統(tǒng)的性能,主要包括電機旋轉(zhuǎn)精度校準實驗和系統(tǒng)轉(zhuǎn)動測試實驗,實驗結(jié)果表明,控制系統(tǒng)滿足多模態(tài)系統(tǒng)的要求。
【關(guān)鍵詞】：機電系統(tǒng) 運動控制 多模態(tài) 成像系統(tǒng) Micro-CT PET 光學
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH-39;R318
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景與意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 本文的主要工作及各章安排20-21
• 1.3.1 本文主要工作20
• 1.3.2 各章節(jié)安排20-21
• 第二章 機械系統(tǒng)設(shè)計21-47
• 2.1 引言21
• 2.2 系統(tǒng)功能需求分析21-25
• 2.3 機械主體方案設(shè)計25-39
• 2.3.1 機械主體方案概述25-26
• 2.3.2 轉(zhuǎn)動支撐模塊設(shè)計26-29
• 2.3.3 傳動模塊設(shè)計29-33
• 2.3.4 動力模塊設(shè)計33-38
• 2.3.5 小動物移動支架的設(shè)計38-39
• 2.4 受力仿真分析39-42
• 2.4.1 轉(zhuǎn)盤的受力分析39-40
• 2.4.2 主軸的受力仿真40-41
• 2.4.3 支架靜態(tài)應(yīng)力41-42
• 2.5 機械系統(tǒng)參數(shù)測試42-45
• 2.6 本章小結(jié)45-47
• 第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計47-63
• 3.1 引言47
• 3.2 控制方案概述47-49
• 3.3 系統(tǒng)轉(zhuǎn)動控制設(shè)計與實現(xiàn)49-54
• 3.3.1 主要部件49-51
• 3.3.2 轉(zhuǎn)動控制系統(tǒng)的搭建與調(diào)試51-54
• 3.4 系統(tǒng)平動控制設(shè)計與實現(xiàn)54-56
• 3.4.1 主要部件54-55
• 3.4.2 平動控制系統(tǒng)的搭建與參數(shù)設(shè)置55-56
• 3.5 系統(tǒng)轉(zhuǎn)動性能測試與分析56-62
• 3.5.1 電機旋轉(zhuǎn)精度校準57
• 3.5.2 系統(tǒng)開環(huán)運動性能測試57-60
• 3.5.3 系統(tǒng)閉環(huán)運動性能測試60-62
• 3.6 本章小結(jié)62-63
• 第四章 總結(jié)與展望63-65
• 4.1 論文總結(jié)63
• 4.2 論文展望63-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69-71
• 作者簡介71-72

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本文編號：634165