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(yù)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(jìn)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(yùn)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(yùn)動控制

2、系統(tǒng)，即針對“平移+旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動的控制系統(tǒng)的研究，我國已有采用，但與發(fā)達(dá)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(jìn)行局部掃描的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。同時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)動控制。有鑒于此，本論文結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)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(yùn)動

3、控制方式的特點(diǎn)，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(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)對工業(yè)X-CT掃描運(yùn)動的通用控制，使其能同時支持一、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的工作原理和開發(fā)流程，并對其相關(guān)開發(fā)環(huán)境Quartu

4、sII4.1作了闡述。結(jié)合運(yùn)動控制系統(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(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)，給出了運(yùn)動控制主界面及掃描運(yùn)動控制功能軟件設(shè)計(jì)的流程圖。 論文對整個運(yùn)動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)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(jìn)電機(jī)的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性，并