在依托兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)进行的重离子治癌临床研究实验中，病人病灶定位系统是影响治疗效果的重要因素。目前在深层治癌终端引入了西门子公司的治疗床系统，但该系统作为西门子加速器治疗系统的一部分，其相关软硬件不适合HIRFL-CSR重离子治癌的需要，更无法和现有的加速器束运系统及治疗计划系统集成，尤其在重离子治癌专用装置中，更需要研发自主知识产品的病灶定位系统，为重离子治癌的产业化铺平道路。为此需开发相应的软件和硬件并实现相应算法，实现与现运行加速器系统的对接，同时通过FPGA逻辑从硬件层次连锁保护病人及相应的治疗设备。　　 论文首先论述了整个系统的硬件平台。硬件平台由主控制器和两个协控制器组成.主控制器由FPGA和ARM做为核心控制芯片，其中ARM通过CAN总线接口连接伺服驱动器实现四自由度运动控制功能。协控制器负责完成信息采集及相应接口的逻辑控制，把采集的信息通过自定义96针总线传输到主控制器，形成一个闭环控制回路。接着介绍了CAN总线数据帧格式和CANopen协议规范，并在WindowsCE系统下实现了CAN总线驱动程序，并根据伺服驱动器从站的特点，完成了CANopen主站的设计。　　 然后，论文详细论述了数字化全闭环位置控制系统的设计，介绍了PID算法及增量式数字PID的具体实现。对基于栅格法建模的蚁群算法在治疗床运动过程中的路径规划进行了介绍和建模仿真，给出了仿真结果及参数影响分析，为定位系统的智能化打下了基础。　　 最后，在实验室利用伺服驱动器从站对所设计的CANopen主站进行了通信实验，实现了节点的初始化、从站状态机的切换、PDO传输和基于DS402设备子协议的标准位置模式控制功能，充分验证了本设计方案的可行性和正确性。　　 本文的创新点主要有:（一）利用自主研发的控制器实现了对治疗床的运动控制;（二）利用蚁群算法解决了重离子治癌病人运送过程中避障和治疗效率问题。