基于FPGA的工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)X-CT（X-ray Computed Tomography）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測(cè)對(duì)象的一種高新檢測(cè)技術(shù)，被譽(yù)為最佳的無(wú)損檢測(cè)手段，在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來(lái)，各國(guó)都在投入大量的人力、物力對(duì)其進(jìn)行研究與開(kāi)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(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。對(duì)此，我國(guó)已取得了可喜的成績(jī)。然而，對(duì)工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運(yùn)動(dòng)控制

2、系統(tǒng)，即針對(duì)“平移+旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)的研究，我國(guó)已有采用，但與發(fā)達(dá)國(guó)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(duì)被檢物的尺寸沒(méi)有要求，且能夠?qū)Ω信d趣的檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行局部掃描的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)X光源的射線出束角較?。ㄒ话阈∮?0°），因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運(yùn)動(dòng)控制。有鑒于此，本論文結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目，開(kāi)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(yùn)動(dòng)

3、控制方式的特點(diǎn)，闡述了開(kāi)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)X-CT掃描運(yùn)動(dòng)的通用控制，使其能同時(shí)支持一、三代掃描方式”的設(shè)計(jì)思想。據(jù)此，研究確立了基于單片機(jī)AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)流程，并對(duì)其相關(guān)開(kāi)發(fā)環(huán)境Quartu

4、sII4.1作了闡述。結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了各功能模塊的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)原理框圖和實(shí)際運(yùn)行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板，調(diào)試了整個(gè)硬件控制系統(tǒng)。最后，論文還詳細(xì)研究了利用VisualC++6.0來(lái)完成上位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)，給出了運(yùn)動(dòng)控制主界面及掃描運(yùn)動(dòng)控制功能軟件設(shè)計(jì)的流程圖。 論文對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)型的開(kāi)環(huán)控制技術(shù)所帶來(lái)的不利影響，分析研究了增加步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性，并