小型高频X射线机的控制策略及样机研制

1 论文标题：小型高频X射线机的控制策略及样机研制

2 作者信息：曾莹莹, 刘朝晖：井冈山大学机电工程学院，江西 吉安；肖化武：重庆三峡学院电子与信息工程学院，重庆；陈海辉*：井冈山大学化学化工学院，江西 吉安

3 出处和链接：曾莹莹, 肖化武, 刘朝晖, 陈海辉. 小型高频X射线机的控制策略及样机研制[J]. 电力与能源进展, 2024, 12(3): 85-92. https://doi.org/10.12677/aepe.2024.123010

4 摘要：阴极空间电荷效应、灯丝电流漂移是X射线发射管的固有特性，是X射线机管电压、管电流精确控制的瓶颈问题。传统控制方案有缺陷，难以满足X射线机小型轻量、高效率、快速响应、高性能等要求。该文提出了新的控制策略，解决了这个难题：基于X射线机管电流的闭环控制策略，用占空比作为非线性实时动态补偿X射线管阴极空间电荷效应的影响，构建前馈控制环节，对管电压大范围变动实现快速预调；构建X射线管灯丝电流作副控变量的串级控制，应对管电流的滞后，减少整个X射线发射过程的时间常数。自主研制了4套小型高频X射线机样机，构建MC34067管电压控制电路、TL494管电流控制电路，单片机根据管电压范围段进行阴极空间电荷效应的非线性补偿，并对新研制样机的控制效果进行测试。试验结果表明，该X射线机的控制新策略有效，电路装置可靠，拍摄效果良好。