Development of a Vibration Control System for the Coil Drum of MRI equipment
MRI设备线圈滚筒振动控制系统的研制
基本信息
- 批准号:04555052
- 负责人:
- 金额:$ 9.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
- 财政年份:1992
- 资助国家:日本
- 起止时间:1992 至 1994
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
High level noise induced in MRI equipments has been a main obstacle for their wide application in medical diagnosis. The noise is caused by the vibration of the cylindrical shell used to support the gradient magnetic field coils in MRI.A model of the coil drum with reduced size is made from polymer films and piezoelectric films. In the control of the shell vibration, two parts of the piezoelectric films is used as bending actuators so that no external actuators are needed. The disturbance cancellation method is used since the shell is excited by pre-determined forces. The relation between the size, position and output magnitude of the actuators and control effect is also discussed. Experiment and simulation were carried out when the shell was excited at resonance frequencies of three main modes. The results shows that the minimum amplitude of controlled vibration varies for different modes.Next, a method was proposed to control the vibration of a cylindrical shell system. The cylindric … More al shell system consists of a polymeric film in the middle and one piezoelectric film on each side. The piezoelectric films are divided into several parts, some of which function as distributed actuators.Analysis of the shell vibration under periodic excitation is performed by means of the modal expansion method. A controller is designed based on H_* control theory and the results of modal analysis. Numerical simulation and experiment were carried out using the designed controller and the results show good agreement, as well as the effectiveness of this method in suppression of forced vibration.At last, a study on vibration control of a cylindrical shell using distributed piezoelectric sensors and actuators which are parts of the shell wall. Modal expansion method is used in estabishment of the state equation of the system. The robust control including H_* control theory and mu synthesis method are applied to the design of the controller which satisfies given control performance and robust stability. Simulation and experiment are carried out when the shell is excited at the resonance frequency of a controlled mode. The results shows good agreement between simulation and experiment, as well as the effectiveness of the method using distributed sensors and actuators, and H_* control theory and mu-synthesis method. Less
在MRI设备中引起的高水平噪声一直是其在医学诊断中广泛应用的主要障碍。噪声是由用于支撑MRI中梯度磁场线圈的圆柱形壳的振动引起的。尺寸降低的线圈模型由聚合物膜和压电膜制成。在控制壳振动的过程中,压电膜的两个部分用作弯曲执行器,因此不需要外部执行器。由于壳被预定的力兴奋,因此使用了灾难取消方法。还讨论了执行器的大小,位置和输出幅度与控制效果之间的关系。当壳在三种主要模式的共振频率上激发壳时,进行了实验和模拟。结果表明,不同模式的受控振动品种的最小放大器。隔离,提出了一种方法来控制圆柱形壳系统的振动。圆柱体……更多的壳系统由中间的聚合物膜组成,两侧的一个压电膜组成。压电膜分为几个部分,其中一些作用为分布式执行器。在周期性兴奋下对壳振动的分析是通过模态膨胀方法进行的。控制器是基于H_*控制理论和模态分析结果设计的。使用设计的控制器进行了数值模拟和实验,结果表现出良好的一致性,以及该方法在抑制强制振动方面的有效性。最后,一项针对圆柱壳的振动控制的研究,使用分布式压电传感器和壳壁的分布式压电器和执行器。模态扩展方法用于估计系统的状态等效性。包括H_*控制理论和MU合成方法在内的可靠控制适用于在给定控制性能和稳健稳定性的情况下满足控制器的设计。当壳在受控模式的共振频率上激发壳时,进行了仿真和实验。结果显示了模拟和实验之间的良好一致性,以及使用分布式传感器和执行器的方法的有效性,以及H_*控制理论和MU合成方法。较少的
项目成果
期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
J.Qiu and J.Tani: "Vibration Control of a Cylindrical Shell Used in MRI Equipment" J.Smart Materials and Structures. Vol.4. 1-7 (1995)
J.Qiu 和 J.Tani:“MRI 设备中使用的圆柱壳的振动控制”J.Smart 材料和结构。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
J.Qiu, J.Tani, T.Takagi: "Suppression of Intemal Noise Induced by the Vibration of a Cylindrical" Proc. 1993 JSME Int. Conf. on Advanced Mechatronics. 38-43 (1993)
J.Qiu、J.Tani、T.Takagi:“圆柱振动引起的内部噪声的抑制”Proc。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
谷 順二,三浦 英久: "アーチの圧電素子による振動制御" 日本航空宇宙学会北部支部1993年講演会講演論文集. 76-81 (1993)
Junji Tani、Hidehisa Miura:“在拱门中使用压电元件进行振动控制”日本航空学会北方分会 1993 年会议记录 76-81 (1993)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
谷順二、裘進浩、三浦英久: "円筒殻の圧電フィルムによる振動制御" 日本機械学会論文集、C編. 60(予定). (1994)
Junji Tani、Shinhiro Utsumi、Hidehisa Miura:“在圆柱壳上使用压电薄膜进行振动控制”,日本机械工程师学会论文集,C 版(1994 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
裘進浩、谷順二、大友規矩雄: "MRI装置用勾配磁場コイルドラムのインテリジェント化" 機能性材料とインテリジェント材料・構造システムシンポジウム論文集. 161-164 (1994)
Susumuhiro Ni、Junji Tani、Noriyuki Otomo:“用于 MRI 设备的智能梯度磁场线圈鼓”功能材料和智能材料与结构系统研讨会论文集 161-164 (1994)。
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