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基于FPGA的工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)研究

  • 資源大小:823 K
  • 上傳時間: 2013-04-24
  • 上傳用戶:laosoler
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA X-CT 工業(yè) 掃描控制

資 源 簡 介

工業(yè)X-CT(X-ray Computed Tomography)無損檢測技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測對象的一種高新檢測技術(shù),被譽為最佳的無損檢測手段,在無損檢測領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來,各國都在投入大量的人力、物力對其進行研究與開發(fā)。 目前,工業(yè)CT主要采用第二代和第三代掃描方式。在工業(yè)CT第三代掃描方式中,掃描系統(tǒng)僅作“旋轉(zhuǎn)”運動,控制系統(tǒng)比較簡單。對此,我國已取得了可喜的成績。然而,對工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運動控制系統(tǒng),即針對“平移+旋轉(zhuǎn)”運動的控制系統(tǒng)的研究,我國已有采用,但與發(fā)達國家相比,還存在較大的差距。二代掃描方式與其它掃描方式相比,具有對被檢物的尺寸沒有要求,且能夠?qū)Ω信d趣的檢測區(qū)域進行局部掃描的獨特優(yōu)點。同時X光源的射線出束角較小(一般小于20°),因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運動控制。有鑒于此,本論文結(jié)合有關(guān)科研項目,開展了工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)的研究。 論文首先介紹了工業(yè)X-CT系統(tǒng)的工作原理和各種掃描運動控制方式的特點,闡述了開展二代掃描控制的研究目的和意義。其次,根據(jù)二代掃描控制的特點,提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎(chǔ)上,力求實現(xiàn)對工業(yè)X-CT掃描運動的通用控制,使其能同時支持一、三代掃描方式”的設(shè)計思想。據(jù)此,研究確立了基于單片機AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運動控制架構(gòu),以實現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。論文詳細(xì)介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程,并對其相關(guān)開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結(jié)合運動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計,詳細(xì)介紹了各功能模塊的具體設(shè)計過程,給出了相關(guān)的設(shè)計原理框圖和實際運行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板,調(diào)試了整個硬件控制系統(tǒng)。最后,論文還詳細(xì)研究了利用VisualC++6.0來完成上位機控制軟件的設(shè)計,給出了運動控制主界面及掃描運動控制功能軟件設(shè)計的流程圖。 論文對整個運動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟型的開環(huán)控制技術(shù)所帶來的不利影響,分析研究了增加步進電機的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性,并對所研究的控制系統(tǒng)在調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些問題及解決方案作了簡要的分析,提出了一些完善方法。

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