新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的開發(fā)與研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-29 00:52
針對(duì)目前國(guó)內(nèi)中低端手術(shù)床功能單一,控制精度低,抗干擾能力差;高端手術(shù)床依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴,出現(xiàn)故障后難以修復(fù)的情況。如何提高手術(shù)床使用性能使其功能多樣化,已經(jīng)成為很多醫(yī)療器械公司急需解決的問(wèn)題。因此,本文開發(fā)了一種新型醫(yī)療電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下:(1)基于STM32F407處理器,設(shè)計(jì)了主控板最小系統(tǒng)、電源控制、存儲(chǔ)、通信、電機(jī)和電磁閥驅(qū)動(dòng)及數(shù)據(jù)采集等功能模塊,采用μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),開發(fā)了動(dòng)作控制、查詢、設(shè)置等模塊程序,實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)手術(shù)床姿態(tài)調(diào)整、數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)、故障檢測(cè)、電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、充電保護(hù)等功能。(2)設(shè)計(jì)了按鍵控制、電源控制、狀態(tài)顯示等硬件模塊,開發(fā)了人機(jī)顯示界面,實(shí)現(xiàn)了手持器的控制命令發(fā)送、當(dāng)前動(dòng)作顯示、電量顯示、故障信息顯示、時(shí)間設(shè)置、復(fù)合姿態(tài)設(shè)置、不同操作人員權(quán)限設(shè)置等功能。(3)基于故障樹分析,構(gòu)建了手術(shù)床控制系統(tǒng)故障樹模型,利用二元決策圖分析了電氣控制系統(tǒng)故障樹的連接邏輯及故障重要度,研究了基于診斷單元的推理和規(guī)則框架推理的電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的診斷策略,實(shí)現(xiàn)了手術(shù)床的遠(yuǎn)程故障診斷。(4)基于模糊邏輯推理機(jī)制,結(jié)合專家綜合評(píng)判規(guī)則,研究了專家自然...
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.3 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的功能需求
2.2 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的工作流程
2.4 本章小結(jié)
第3章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 主控板硬件設(shè)計(jì)
3.1.1 MCU
3.1.2 CAN通信模塊
3.1.3 電源控制模塊
3.1.4 存儲(chǔ)模塊
3.1.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電路
3.1.6 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路
3.1.7 故障檢測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊
3.2 手持器硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 電源控制模塊
3.2.2 顯示模塊
3.2.3 按鍵控制模塊
3.3 三軸加速度傳感器硬件設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第4章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1 主控板軟件設(shè)計(jì)
4.1.1 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)
4.1.2 功能模塊設(shè)計(jì)
4.1.3 FATFS文件系統(tǒng)
4.2 手持器軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 按鍵控制軟件設(shè)計(jì)
4.2.2 人機(jī)界面軟件設(shè)計(jì)
4.3 本章小結(jié)
第5章 電動(dòng)手術(shù)床遠(yuǎn)程故障診斷的方案設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)方法
5.1 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
5.1.1 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
5.1.2 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2 基于故障樹的專家系統(tǒng)的應(yīng)用
5.2.1 智能故障診斷方法
5.2.2 基于故障樹方法的故障診斷原理
5.2.3 基于故障樹的故障診斷專家系統(tǒng)的系統(tǒng)分析
5.3 基于故障樹的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證
5.3.1 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的建立
5.3.2 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的定性分析
5.3.3 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的定量分析和優(yōu)先級(jí)的確定
5.3.4 專家系統(tǒng)故障診斷過(guò)程
5.3.5 系統(tǒng)知識(shí)存儲(chǔ)
5.3.6 系統(tǒng)分析
5.4 底事件概率不確定性分析
5.4.1 專家評(píng)判意見(jiàn)模糊化
5.4.2 專家模糊評(píng)判的合成及其權(quán)重分析
5.4.3 模糊可能性分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換及解模糊
5.5 系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)的實(shí)現(xiàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)EMC測(cè)試
6.1 測(cè)試內(nèi)容
6.2 主要措施
6.3 測(cè)試結(jié)果
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 課題總結(jié)
7.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄: 攻讀碩士期間科研成果
本文編號(hào):2944683
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
1.3 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的功能需求
2.2 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的工作流程
2.4 本章小結(jié)
第3章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 主控板硬件設(shè)計(jì)
3.1.1 MCU
3.1.2 CAN通信模塊
3.1.3 電源控制模塊
3.1.4 存儲(chǔ)模塊
3.1.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電路
3.1.6 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路
3.1.7 故障檢測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊
3.2 手持器硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 電源控制模塊
3.2.2 顯示模塊
3.2.3 按鍵控制模塊
3.3 三軸加速度傳感器硬件設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第4章 新型電動(dòng)手術(shù)床控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
4.1 主控板軟件設(shè)計(jì)
4.1.1 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)
4.1.2 功能模塊設(shè)計(jì)
4.1.3 FATFS文件系統(tǒng)
4.2 手持器軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 按鍵控制軟件設(shè)計(jì)
4.2.2 人機(jī)界面軟件設(shè)計(jì)
4.3 本章小結(jié)
第5章 電動(dòng)手術(shù)床遠(yuǎn)程故障診斷的方案設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)方法
5.1 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
5.1.1 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
5.1.2 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2 基于故障樹的專家系統(tǒng)的應(yīng)用
5.2.1 智能故障診斷方法
5.2.2 基于故障樹方法的故障診斷原理
5.2.3 基于故障樹的故障診斷專家系統(tǒng)的系統(tǒng)分析
5.3 基于故障樹的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證
5.3.1 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的建立
5.3.2 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的定性分析
5.3.3 目標(biāo)系統(tǒng)故障樹的定量分析和優(yōu)先級(jí)的確定
5.3.4 專家系統(tǒng)故障診斷過(guò)程
5.3.5 系統(tǒng)知識(shí)存儲(chǔ)
5.3.6 系統(tǒng)分析
5.4 底事件概率不確定性分析
5.4.1 專家評(píng)判意見(jiàn)模糊化
5.4.2 專家模糊評(píng)判的合成及其權(quán)重分析
5.4.3 模糊可能性分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換及解模糊
5.5 系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)的實(shí)現(xiàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)EMC測(cè)試
6.1 測(cè)試內(nèi)容
6.2 主要措施
6.3 測(cè)試結(jié)果
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 課題總結(jié)
7.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄: 攻讀碩士期間科研成果
本文編號(hào):2944683
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