【摘 要】
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质子治疗装置是涉及质子束加速、输运与剂量配送、辐射屏蔽及计算机控制等多专业面的大型医疗装置。为实现小束斑质子束对肿瘤的笔形束扫描适形照射，在治疗终端治疗头内需要配备用以保证束流品质，调节束流能量范围的束流调制单元。在扫描治疗头中，束流调制单元主要由用作治疗头内束流输运路径的小散射束流输运管道与用于治疗头内尾端降能的射程移位器组成。针对HUST-PTF扫描治疗头的束流调制单元的设计需求，本文对小散射束流管道的结构参数与管道内物理状态信息，及管道气流控制策略与状态信息的监测进行了研究；同时，对射程移位器结构与
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质子治疗装置是涉及质子束加速、输运与剂量配送、辐射屏蔽及计算机控制等多专业面的大型医疗装置。为实现小束斑质子束对肿瘤的笔形束扫描适形照射，在治疗终端治疗头内需要配备用以保证束流品质，调节束流能量范围的束流调制单元。在扫描治疗头中，束流调制单元主要由用作治疗头内束流输运路径的小散射束流输运管道与用于治疗头内尾端降能的射程移位器组成。针对HUST-PTF扫描治疗头的束流调制单元的设计需求，本文对小散射束流管道的结构参数与管道内物理状态信息，及管道气流控制策略与状态信息的监测进行了研究；同时，对射程移位器结构与材料优化选择及治疗头内尾端降能方案进行了分析，并评估了其使用效果及对束流剂量分布的影响。
本文以带电粒子与物质的相互作用及能量损失理论为基础，结合束流光学理论进行了治疗头束流光学参数分析。在此基础上，结合HUST-PTF治疗头内主要元件布局与扫描磁铁结构参数，完成了治疗头内小散射束流管道结构的优化设计。运用蒙特卡罗仿真软件Geant4完成了气体管道填充气体类型、纯度、气压的优化设计，使得70MeV质子束在等中心平面束斑尺寸小于8.5mm，250MeV时小于3.5mm。并进一步运用蒙特卡罗仿真软件FLUKA对束流输运气体管道密封O圈的吸收剂量进行了计算，结果表明，使用耐辐射性能较强的材料，如三元乙丙橡胶可保证管道气密性符合2500h稳定工作时间的要求。针对可能出现的流量供应不稳定，气体过充而破坏密封窗口等问题，提出了模糊PID控制技术在氦气流量控制系统中的应用，仿真结果表明，使用该方法可有效防止氦气过充现象，并缩短响应时间，且稳态误差可控制在±0.5%内。同时，本文还依托实验室现有条件，搭建了氦气控制实验平台，基于LabVIEW软件与EPICS环境开发的氦气控制软件运行良好。
为了满足HUST-PTF治疗头系统对浅层肿瘤的治疗需求，本文设计了用于浅层肿瘤治疗时使用的射程移位器。通过对比两种典型治疗头内尾端降能方案，选取固定厚度42.35mm的射程移位器作为HUST-PTF选型。运用Geant4和FLUKA软件对比分析了六种常用降能材料对束斑尺寸与中子产额的影响，结合热稳定性和易加工性，选取高密度聚乙烯作为射程移位器材料。同时，本文在FLUKA中搭建了简易治疗情景模型，验证了射程移位器在人体浅层肿瘤治疗时的作用，并分析了射程移位器的加入对束流剂量纵向分布的影响，将有利于治疗计划的制定。
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受边端效应影响，直线感应电机互感参数会随着电机运行工况发生变化，导致电机运行性能不佳。为了进一步提升电机运行性能，本文将模型预测控制方法运用到直线感应电机中；通过将该方法与电机等效电路模型结合，能够充分考虑边端效应带来的影响。为了提高模型预测控制方法的实用性，本文对该算法进行了改进，降低其复杂度，以满足实际控制系统需求，主要研究内容如下：
(1)在城轨交通应用领域，直线感应电机通常采取矢量控制和直接推力控制策略；该传统控制策略无法考虑电机边端效应，导致控制器参数不匹配，使得电机运行性能不佳。因此
【摘 要】本文结合工程实例，研究论证了在施工过程中所采取的一系列切实可行控制裂缝的技术措施，从而保证了大体积混凝土基础内外未出现裂缝，有效控制并避免了工程质量隐患，具有较强的推广和应用价值。 【关键词】混凝土；循环水系统；施工工艺 圣菲城小区1号楼为例高层住宅楼工程，框架剪力墙结构，28层，建筑面积31265m2，基础为桩基-筏板混合基础，筏板平面尺寸为28.5m×41.2m，厚度为2.4m
雷暴灾害不仅仅会造成巨额经济损失，还严重威胁到人类的安全，因此需要对其进行监控、预警。大气电场可以反映雷暴的发生发展过程，在雷电预警中有重要地位。本文围绕基于大气电场的雷电预警方法，首先对大气电场数据进行了校正，随后着重开展了雷暴云特征参数反演和地面电场变化规律分析的研究。
首先，为了保障雷电预警中各观测点大气电场数据的一致性，在COMSOL仿真软件中搭建了雷暴云和建筑物的仿真模型，模拟研究了建筑物对大气电场的影响情况，结果显示：建筑物会导致其附近电场发生畸变，顶部电场畸变程度与建筑物高度呈线性
伺服控制系统因为具有高精度、高动态响应和高稳定性等性能而被广泛应用于各个工业领域。伺服控制系统由多个部分组成，其中位置反馈单元是关键的一部分。反馈位置信息的准确性直接影响到了伺服控制系统的性能。对于位置信息的检测多使用位置传感器，在众多位置传感器中，旋转变压器因其高精度、高抗干扰性和结构简单等优点在旋转部件位置检测领域得到越来越多的应用。由于转子位置信息不能直接从输出信号中读取出来，需要对旋转变压器输出信号进行解码，这个过程称为轴角转换。硬件解码需要额外芯片，成本较高，因此对软件解码的研究较多，软件解码也
近年来，高速电机的发展迅速，其在高速机床、微型燃气轮机、离心压缩机及储能飞轮等领域应用愈加广泛。其中，永磁电机兼具结构简单、功率密度高和无励磁损耗等优点，成为高速电机设计的首选。传统工艺下，高速永磁电机的制造多采用先充磁后组装的方式，其中转子的金属护套与永磁体的过盈配合工艺将产生高温环境，由此极易造成预充磁永磁体的高温失磁。整体充磁技术采用先组装后充磁的方式，永磁体在组装过程中不具有磁性，从根本上解决了热套过程中的高温失磁问题。此外，整体充磁技术能够有效提高永磁电机的生产效率、降低制造成本并保障生产人员的
【摘 要】随着社会的发展，经济生活已成为国民生活中不可缺少的一部分，相关的经济新闻报道也便呈蓬勃发展之势。近期以来，通胀趋势明显，物价飞涨的同时，景区门票也在清明、五一前后相继疯长，对此，很多媒体做出了相应的报道。但经济新闻显然不只是市民观点的集合，也不是涨价原因的简单罗列，如何使之能够更好地传播经济信息，实现其社会效益最大化。本文将从经济新闻报道原则的角度结合门票涨价报道做出相应阐述。 【关
冲击磁铁(Kicker Magnet)是一种工作在快速脉冲模式下的二极磁铁，主要用于实现束流输运线中束流的小角度快速偏转。在华中科技大学在研的质子治疗装置HUST-PTF中，一套位于降能器上游的冲击磁铁用于在扫描点切换及能量调制过程中快速开启/关断束流，为减小辐射的不确定性，要求开启/关断时间小于100μs。励磁电流触发开启后，冲击磁铁将束流快速偏转至降能器前的法拉第杯中，而励磁电流触发关断后，束流直接进入降能器，降能后的束流经束流输运线进入治疗室对肿瘤进行放射治疗。冲击磁铁对束流偏置作用取决于其积分磁场
质子治疗是目前先进的精准癌症治疗手段。旋转机架是质子治疗装备的核心部件之一，可实现对束流的大角度范围旋转，满足多照野供束。采用常温磁铁的旋转机架重量通常大于150吨，对机械结构设计、制造和安装提出很高要求。当前，实现旋转机架的轻量化成为质子治疗的未来发展方向之一，对其推广应用具有重要意义。
本论文针对一种可应用于轻量型质子治疗旋转机架的斜螺线管型(Canted-Cosine-Theta, CCT)超导磁体开展研究。与常温磁体相比，采用CCT偏转磁体的旋转机架重量可降低约一个数量级；另外，由于超导
质子放疗作为当前医学物理界的一大前沿热点，是放疗技术在20世纪电子直线加速器肿瘤放疗基础上的一个新的发展方向，该技术对束流的控制精度要求很高。治疗头扫描控制系统是实现质子扫描治疗剂量精确配送的重要保障。本文根据质子治疗装置的性能需求和HUST-PTF(Huazhong University of Science and Technology-Proton Therapy Facility)扫描治疗头结构，对治疗头扫描控制系统进行了方案设计与开发研究。
HUST-PTF治疗头采用笔形束扫描(Pen
随着太赫兹回旋管工作频率的不断提升，脉冲磁体逐渐成为了太赫兹回旋管磁系统的最理想选择。与稳态磁体相比，脉冲磁体具有磁场强度高、实现难度低、制造成本低的优点，能更好地满足高频太赫兹磁系统的需求。
本文以高磁场强度、高冷却速率、高使用寿命为研究目标，设计了一个具有全金属加固、全自由分离结构的超快冷却脉冲磁体。通过分析常用快冷磁体结构的优缺点，选用Polyhelix结构作为设计基础，采用高强度金属马氏体时效钢作为加固材料，在保证磁体力学性能的同时，大大提高了磁体散热速率。在磁体设计方面，明确了磁体设计