CT机,X线机和CV机,使用高压发生器系统控制X射线球管。高压发生器系统工作于连续运行间歇加载模式,基于开关电源原理和谐振原理设计,其电压和电流输出范围分别为40-150kV和0.5～1250mA。在大负载变化范围内,良好的高压发生器系统瞬态和静态性能不易得到。高压发生器系统由直流电源、灯丝电源、阳极电源等组成,本文围绕这三个电源及其负载X射线球管展开了深入的理论分析和研究。目的是掌握高压发生器系统设计方法,提高所设计的高压发生器系统的性能。谐振型变换器的非线性特性使其控制律的设计与实现困难。为此基于MATLAB开发了PFM大功率高压发生器系统仿真软件包,建立了系统数学模型。对串-并联谐振拓扑结构的变换器提出了参数设计技术并设计了控制器。仿真及实验结果表明方法可行,可使工程师快速进行器件选型和应力分析,能对变换器控制律的设计及验证发挥较好的作用,仿真模型适当变化也能用于其它谐振类型变换器。球管是价格昂贵、寿命较短的消耗件,内部使用电机驱动阳极靶面旋转,避免靶面过热损坏。密封在球管内的电机无速度传感器,无法得到真实转速。本文根据电机原理,采用基-2快速傅立叶变换按时间抽取算法,对电机定子电流进行时域-频域转换,利用转换结果进行功率谱分析来估计靶面的转速,避免因为靶面转速异常而带来危害。仿真及实验结果表明方法很好,目前已经在X线产品中使用。球管灯丝具有非线性,其控制器在大功率输出范围内根据设定值用查表法对其控制。使用此方法,球管输出的管电流超调量及稳态误差都较大,控制系统抗扰动能力弱,灯丝使用寿命会被降低。因而提出改进的新方法,利用打火抑制模块对打火进行限制,利用神经网络PID理论改善控制系统的精度,通过在线调整算法来提高控制性能。仿真结果表明新方法提高了管电流输出精度。适用于类似的非线性系统。提出了一系列措施,来降低使用电容移相控制方法时球管内特殊电机的工作噪声。特殊电机在额定频率为180Hz时,噪声可由65dB降至改进后的55.7dB。对使用三相逆变器驱动特殊电机的方法进行了研究。对于球管CTR2150内的特殊感应电机,基于DSP-320LF2407A实现了方法,实验结果表明方法有效。为提高整流单元输出的直流电压的稳定性,降低开关管被击穿的风险,基于降压理论提出了使用多路交错并联BUCK电路进行DC-DC变换以降低直流电压及其纹波的方法,进行了理论分析和系统实验。结果表明开关管被击穿的风险大为降低,母线直流电压纹波得到了改善。根据以上内容构建了高压发生器系统样机。使用样机与球管、控制台、床体及影像系统进行了联调,完成了系统试验。包括高压发生器系统控制参数的确定,实验数据分析,负载变化工况运行过程的验证与分析。结果表明样机具有良好的电源输出特性和控制性能,具有重要的理论价值和工程应用价值。