李慧慧

南京市電子口岸有限公司 江蘇南京 210000

掃描式X光機的特點在于其精度高、性能好，可以得到清晰、精細的X數(shù)字化圖像，也能夠縮短和減少出片時間，實現(xiàn)遠程教驗。X光機運動控制設(shè)計要求高，需要滿足均速性、平穩(wěn)性和多次掃描等作用，也具有極強的運用要求。本文針對該光機的運動控制要點進行研究，探討改性能運行的主要原因，并結(jié)合數(shù)字頻率合成器進行調(diào)速控制，最終會滿足運動控制的多項要求。

1 分析DDS在掃描X光機運動控制的要點

隨著我國科學技術(shù)不斷發(fā)展，人們對X光片有了更為深刻的認識和理解，新一代X光機設(shè)備工作原理在于控制和固定掃描設(shè)備文檔，直接利用傳感器和發(fā)射頭檢測被檢測物的上下方，最后在對掃描區(qū)域進行全方位掃描，經(jīng)過掃描控制后，整個感應(yīng)器可以輸出經(jīng)過放大后的若微電流，并最終經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和圖像控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸目標啊。

1.1 電機和電機控制器的選擇要求

通常而言，掃描設(shè)備在水平掃描時候可拖動的最大重量為220KG，摩擦力也屬于滾動摩擦，可選用0．5-1kw的小功率電機滿足動力要求。在這里設(shè)計人員需要分析速度和位置對掃描設(shè)備的運行情況進行研究。位置型的電機驅(qū)動要求滿足位置和速度的雙方面要求，多選用0．75kw的直流伺服電動機，并安裝光電編碼器，保證電氣驅(qū)動選擇脈沖控制質(zhì)量[1]。

1.2 運動控制研究分析

完成初次電氣控制掃描后，后設(shè)計需要分析速度對設(shè)備的掃描質(zhì)量影響。速度設(shè)計控制時候，因為位置型電機驅(qū)動多采用脈沖控制，允許誤差也多在±4095個脈沖范圍，建議加減速度時候應(yīng)當采用合理的升降曲線處理，以保證在較短的140毫米內(nèi)，保證電機啟動平穩(wěn)。若運動升降的變化速度過快，驅(qū)動發(fā)送的控制脈沖頻率步距變化過快，也會讓電機產(chǎn)生震蕩（如圖1所示）。

圖1 應(yīng)用參數(shù)值分析

為了控制以上運動問題，需要在控制范圍內(nèi)加上直接數(shù)字合成頻率其，也可以采用多個標準信號處理實現(xiàn)多個分辨率，高精度控制。一般可數(shù)字變成頻率合成器和時鐘發(fā)生器相位累加為32為，輸入?yún)⒖夹畔㈩l率也多在1-125MHZ，但頻率更新后，該速度可以達到每秒鐘兩千三百多萬次，輸出頻率分辨率為0．000224Hz，內(nèi)部也帶有轉(zhuǎn)換器和比較器。

此外，AD9550內(nèi)部設(shè)有多纖維的寄存器，在保證32位頻率控制和相位控制3位功能控制字基礎(chǔ)上，也可完成并行或者串行的輸出、輸出方式，為了有效保證和控制原理諧波，也建議將輸出頻率限定和控制在參考時鐘33%以下，當選用的參考時鐘為12．8MHz時候，輸出頻率范圍也變成了0-4．2MHz，分辨率完全滿足設(shè)計要求。

2 運動部分設(shè)計分析

2.1 電機驅(qū)動控制器分析

電機驅(qū)動器的工作方式為，保證驅(qū)動器的使能端置于低水平，且多個端口連接有效，但CW端可以輸出脈沖，整個電機也可以實現(xiàn)正向旋轉(zhuǎn)，整個CCW端輸入脈沖后，電機可以反向旋轉(zhuǎn)，每輸入一個脈沖，電機轉(zhuǎn)動的角度也會發(fā)生明顯變化。且電機轉(zhuǎn)速和控制買充電脈沖成正比，有且僅但電機轉(zhuǎn)速和控制脈沖頻率成正比時候，可通過脈沖數(shù)控制距離，最終實現(xiàn)速度和位置得到控制[2-3]。

2.2 速度控制

上文論述了掃描區(qū)域電機速度對掃描清晰度的影響，因位置型電機驅(qū)動采用脈沖控制方式，允許誤差在4095個數(shù)內(nèi)，因此建議采用合理升降速曲線控制，保證在較短的140mm內(nèi)，電機穩(wěn)定其平穩(wěn)制動運行，若電機的升降速度過快，也會對整個驅(qū)動器發(fā)送控制冒充頻率造成影響，嚴重時也會導(dǎo)致電機發(fā)生振蕩問題。

2.3 單片機直接發(fā)送脈沖控制分析

單片機運行需要完成上位機通訊和控制床宣傳和接受意外傷害傳感器等相應(yīng)的影響，這些控制方法都需要采用1．25秒勻速加速度為基礎(chǔ)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制。一般一個單片機的晶振為24MHz，周期的指令控制在0．5微秒。若采用單片機指令發(fā)出一定的脈沖，整個脈沖的變化速度步距過大，高速運轉(zhuǎn)時候也可能產(chǎn)生過沖問題，若超出了允許范圍值，整個電機就會產(chǎn)生強烈的振動[4-5]。

3 結(jié)語

綜上所述，水平掃描時候發(fā)生了爬坡問題，影響了x光片的精度，當選用參考時鐘為12．8MHz時，輸出頻率范圍是0-4．2MHz，頻率分辨率為0．00183Hz，完全可以滿足設(shè)計要求。