一种可变增益的双编码器机架定位控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，属于CT扫描设备技术领域。它包括上位机、扫描架驱动、扫描架电机、电机编码器，所述上位机通过扫描架驱动连接扫描架电机，扫描架电机设置有电机编码器，电机编码器与扫描架驱动连接，还包括负载编码器，所述负载编码器设置在扫描架电机的负载上，负载编码器与扫描架驱动连接。由双编码器(电机编码器和负载编码器)反馈的伺服系统组成CT扫描架的驱动控制系统，结合CT扫描架低速旋转和高速旋转的负载特性，通过负载编码器反馈为可变增益控制提供硬件基础，可变增益能够提高定位控制精度。控制精度。控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种可变增益的双编码器机架定位控制系统


[0001]本技术涉及一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，属于CT扫描设备


技术介绍

[0002]医疗影像设备CT机需要扫描架围绕患者旋转，同时采集投影数据进行重建，这就要求机架旋转速度要十分均匀。由于CT扫描架的惯量非常大，现有技术大都使用单闭环的变频器加上异步电机来实现，且要求非常高精度的配重平衡来实现，这就需要大量的时间来完成机架配重平衡，导致效率低下，费时费力。
[0003]目前，伺服电机三环(电流环、速度环、位置环)控制部分如下：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。此外，电机编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，它采样来自于电机的转动而不是电机电流，和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。位置环目前通过电机编码器反馈，无法变增益，精度较低。
[0004]因此，设计一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，能够通过双编码器反馈，实现可变增益，提高定位控制精确。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于：提供一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，它解决了目前由于CT扫描架的惯量非常大，现有技术大都使用单闭环的变频器加上异步电机来实现，且要求非常高精度的配重平衡来实现，这就需要大量的时间来完成机架配重平衡，导致效率低下，费时费力的问题。
[0006]本技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
[0007]一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，它包括上位机、扫描架驱动、扫描架电机、电机编码器，所述上位机通过扫描架驱动连接扫描架电机，扫描架电机设置有电机编码器，电机编码器与扫描架驱动连接，还包括负载编码器，所述负载编码器设置在扫描架电机的负载上，负载编码器与扫描架驱动连接。
[0008]作为优选实例，所述扫描架驱动包括位置环、速度环、电流环，负载编码器连接输入位置环，电机编码器连接输入速度环，电流环连接驱动扫描架电机并得到设在扫描架电机内部的霍尔传感器的反馈。
[0009]本技术的有益效果是：由双编码器(电机编码器和负载编码器)反馈的伺服系统组成CT扫描架的驱动控制系统，结合CT扫描架低速旋转和高速旋转的负载特性，通过负载编码器反馈为可变增益控制提供硬件基础，可变增益能够提高定位控制精度。
附图说明
[0010]图1为本技术的运行示意图。
具体实施方式
[0011]为了对本技术的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。
[0012]如图1所示，一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，它包括上位机、扫描架驱动、扫描架电机、电机编码器，上位机通过扫描架驱动连接扫描架电机，扫描架电机设置有电机编码器，电机编码器与扫描架驱动连接，还包括负载编码器，负载编码器设置在扫描架电机的负载上(即CT扫描架的旋转机构上)，负载编码器与扫描架驱动连接。
[0013]扫描架驱动包括位置环、速度环、电流环，负载编码器连接输入位置环，电机编码器连接输入速度环，电流环连接驱动扫描架电机并得到设在扫描架电机内部的霍尔传感器的反馈。
[0014]工作原理：
[0015](1)上位机对扫描架驱动的位置环输入脉冲信号，脉冲信号经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，设定和来自负载编码器反馈的脉冲信号，经过偏差计数器计算后的数值，在经过位置环的PID调节后输出和位置给定的前馈信号的合值，就构成了“速度环的给定值”。负载编码器能够获取CT扫描架低速旋转和高速旋转的负载特性，负载编码器的反馈能够为可变增益控制提供硬件基础。
[0016](2)速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，称为“速度环的给定值”，这个“速度环的给定值”和“速度环的反馈值”进行比较后的差值在速度环做PID调节后输出“电流环的给定值”。“速度环反馈值”来自于电机编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
[0017](3)电流环的输入是速度环PID调节后的输出，称为“电流环的给定值”，然后“电流环的给定值”和“电流环的反馈值”进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给扫描架电机，电流环的输出就是扫描架电机的每相的相电流，“电流环的反馈值”不是电机编码器的反馈，而是在驱动器内部安装在扫描架电机每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。
[0018]通过以上三步，能够精确地完成扫描架定位控制。
[0019]它具有以下优点：由双编码器(电机编码器和负载编码器)反馈的伺服系统组成CT扫描架的驱动控制系统，结合CT扫描架低速旋转和高速旋转的负载特性，通过负载编码器反馈实现可变增益控制，可变增益能够提高定位控制精度。
[0020]以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本技术要求保护的范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变增益的双编码器机架定位控制系统，它包括上位机、扫描架驱动、扫描架电机、电机编码器，所述上位机通过扫描架驱动连接扫描架电机，扫描架电机设置有电机编码器，电机编码器与扫描架驱动连接，其特征在于，还包括负载编码器，所述负载编码器设置在扫描架电机的负载上，负载编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝为强，
申请(专利权)人：安络杰医疗器械上海有限公司，
类型：新型
国别省市：