[发明专利]一种医疗影像设备专用多坐标伺服驱动方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业领域中的伺服驱动控制技术和装置，尤其是一种医疗影像设备专用多坐标伺服驱动技术和装置。

背景技术

医疗影像技术在近年来有了飞速发展，影像系统产生图像的速度和图像的解析度都有很大提高。现今，限制完成扫描所需时间和生成影像质量的主要因素不再是影像处理技术，而是动控制系统。用于驱动定位扫描架的传统方案是普通变频器加异步电机，采用这一方案已经不能满足当今医疗影像设备对运动控制系统的动静态性能的要求。

从理论上说，交流永磁同步伺服电机在伺服驱动器的控制下，可以达到很高的定位速度和精度，远非变频器驱动的异步电机所能比拟。于是医疗影像设备的生产厂家想到了用交流伺服电机替代异步电机，以驱动定位扫描机构。但是，由于医疗影像定位扫描机构的惯性载荷一般都很大，负载惯量远远超过交流伺服电机的转子惯量，通用的交流伺服系统很难在此种应用条件下工作。因此，需要研究能在大惯性负载下实现快速平滑定位的伺服驱动控制方法和装置。

另一个方面，医疗影像设备的定位扫描机构一般需要多台伺服电机来完成多个坐标的定位，但这些电机一般是分时运动的，也就是说不需要同时运动。希望能够研发一种应用于医疗影像设备的多坐标交流伺服驱动装置，这种装置摆脱了通常的一台伺服驱动器控制一台伺服电机的模式，能够完成对多台伺服电机的分时控制，实现“一拖多”。这样既降低了成本，减小体积，同时也可提高医疗影像设备的电磁兼容性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的多坐标交流伺服控制控制方法和装置，该装置主要应用于医疗影像设备的扫描机构的驱动和定位，在本说明书中称这一装置为医疗影像设备专用多坐标伺服驱动装置，该装置由专用交流伺服驱动器、操作控制器、外围转换电路、多台交流伺服电机等组成。这种专用多坐标伺服驱动装置在大惯量负载下可以实现快速精确定位，还可以实现对多台交流伺服电机的分时控制，完成多坐标的伺服定位。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种医疗影像设备专用多坐标伺服驱动方法，采用新的双模态连续变结构位置和速度控制方法，实现在大惯量负载下的快速精确定位，以满足医疗影像设备扫描机构的驱动要求。各交流伺服电机定子的三相导线和检测编码器的反馈电缆导线由硬件切换，对交流伺服电机定子三相导线的切换是在零电流状态下完成的，各坐标轴方向的交流伺服电机可为不同型号，由软件选择对应于各电机的控制参数。该医疗影像设备专用多坐标伺服驱动装置的特征在于新型双模态连续变结构位置和速度控制方法的采用，保证了大惯量负载下的驱动定位性能，软硬件结合的切换、适配方法的采用，保证了多坐标的分时定位驱动控制。