QI Mingxuan
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# XP.Hardware.MotionControl
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工业运动控制模块 | Industrial Motion Control Module
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## 项目概述 | Project Overview
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XP.Hardware.MotionControl 是 XplorePlane 平面CT工业检测系统的核心运动控制模块，负责管理4个直线轴（SourceZ、DetectorZ、StageX、StageY）、3个旋转轴（DetectorSwing、StageRotation、FixtureRotation）及1个安全防护门的全部运动控制逻辑，并提供 FOD/FDD/放大倍率的几何正算与反算能力。
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### 主要特性 | Key Features
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- 4个直线轴 + 3个旋转轴统一管理（策略模式）
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- 安全防护门控制（联锁检查、状态机）
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- FOD/FDD/放大倍率几何正算与反算
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- 多轴联动移动（原子性边界检查）
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- Jog 点动调试（虚拟摇杆控制）
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- 100ms 周期 PLC 状态轮询
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- 基于 Prism EventAggregator 的跨模块事件通讯
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- 可配置的轴启用/禁用（FixtureRotation 等可选轴）
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- Telerik Crystal 主题 UI 控件
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- 中/英/繁体中文多语言支持
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## 界面组件 | UI Components
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### AxisControlView（核心界面控件）
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`AxisControlView.xaml` 是运动控制模块的核心用户控件，提供完整的轴控制和调试功能：
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XP.Hardware.MotionControl/Views/
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├── AxisControlView.xaml # 核心轴控制面板（350px+ UserControl）
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└── AxisControlView.xaml.cs
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**功能组成 | Features**
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| 区域 | 组件 | 功能说明 |
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| **标题栏** | TextBlock | 显示"运动控制"标题 |
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| **左侧** | RadNumericUpDown | 7个轴位置输入框（StageX/Y/SourceZ/DetectorZ/DetectorSwing/StageRotation/FixtureRotation） |
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| **右侧** | VirtualJoystick | 单轴摇杆（Z轴）+ 双轴摇杆（XY+旋转） |
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| **底部** | RadButton | 使能开关、摇杆模式切换、SZDZ锁定、保存/恢复位置 |
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**ViewModel 绑定 | ViewModel Bindings**
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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| `StageXPosition` / `StageYPosition` | double | 载物台 X/Y 轴位置（mm） |
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| `SourceZPosition` / `DetectorZPosition` | double | 射线源/探测器 Z 轴位置（mm） |
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| `DetectorSwingAngle` | double | 探测器摆动角度（度） |
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| `StageRotationAngle` | double | 载物台旋转角度（度） |
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| `FixtureRotationAngle` | double | 夹具旋转角度（度） |
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| `IsJoystickEnabled` | bool | 摇杆使能开关 |
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| `SwapMouseButtons` | bool | 摇杆左右键功能切换 |
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| `SZDZLock` | bool | 射线源/探测器Z轴锁定移动 |
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| `SavedPositions` | SavedPositions | 已保存的位置快照 |
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**交互方式 | Interaction Modes**
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1. **手动输入**：直接编辑 RadNumericUpDown，Enter 确认，Escape 取消
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2. **单轴摇杆**：拖拽单轴摇杆控制 SourceZ/DetectorZ 轴 Jog
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3. **双轴摇杆**：
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- 左键拖拽：控制 StageX/Y 轴（X轴=左右，Y轴=上下）
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- 右键拖拽：控制 StageRotation/DetectorSwing 轴（X轴=旋转，Y轴=摆动）
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4. **快捷按钮**：
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- 使能开关：启用/禁用摇杆控制
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- 摇杆模式：切换左右键功能（左键XY/右键旋转 vs 左键旋转/右键摆动）
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- SZDZ锁定：锁定 SourceZ/DetectorZ 同步移动
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- 保存/恢复：保存当前所有轴位置或恢复到上次保存位置
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## 框架架构 | Architecture
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XP.Hardware.MotionControl/
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├── Abstractions/ # 抽象层 | Abstraction Layer
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│ ├── ILinearAxis.cs # 直线轴策略接口
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│ ├── IRotaryAxis.cs # 旋转轴策略接口
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│ ├── ISafetyDoor.cs # 安全门策略接口
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│ ├── IJoystick.cs # 实体摇杆接口
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│ ├── IAxisReset.cs # 轴复位接口
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│ ├── IMotionSystem.cs # 顶层系统管理接口
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│ ├── LinearAxisBase.cs # 直线轴抽象基类（含边界检查）
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│ ├── RotaryAxisBase.cs # 旋转轴抽象基类
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│ ├── SafetyDoorBase.cs # 安全门抽象基类
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│ ├── MotionResult.cs # 统一操作结果类型
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│ ├── Enums/ # 枚举定义
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│ │ ├── AxisId.cs # 直线轴标识
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│ │ ├── RotaryAxisId.cs # 旋转轴标识
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│ │ ├── AxisStatus.cs # 轴状态
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│ │ └── DoorStatus.cs # 门状态
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│ └── Events/ # Prism 事件定义
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│ ├── AxisStatusChangedEvent.cs
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│ ├── DoorStatusChangedEvent.cs
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│ ├── DoorInterlockChangedEvent.cs
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│ ├── GeometryUpdatedEvent.cs
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│ ├── GeometryApplyRequestEvent.cs
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│ ├── JoystickActiveEvent.cs
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│ └── MotionErrorEvent.cs
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├── Implementations/ # PLC 实现层
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│ ├── PlcLinearAxis.cs # 基于 PLC 的直线轴实现
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│ ├── PlcRotaryAxis.cs # 基于 PLC 的旋转轴实现
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│ ├── PlcSafetyDoor.cs # 基于 PLC 的安全门实现
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│ ├── PlcJoystick.cs # 基于 PLC 的实体摇杆实现
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│ ├── PlcAxisReset.cs # 基于 PLC 的轴复位实现
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│ └── PlcMotionSystem.cs # 运动系统管理器
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├── Services/ # 业务服务层
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│ ├── IMotionControlService.cs # 业务服务接口
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│ ├── MotionControlService.cs # 服务实现（轮询、事件、日志）
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│ └── GeometryCalculator.cs # 几何计算器
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├── ViewModels/ # 视图模型
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│ ├── AxisControlViewModel.cs # AxisControlView ViewModel
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│ ├── MotionControlViewModel.cs # MotionControlView ViewModel
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│ └── MotionDebugWindowViewModel.cs # MotionDebugWindow ViewModel
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├── Config/ # 配置层
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│ ├── MotionControlConfig.cs # 配置实体
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│ ├── ConfigLoader.cs # 配置加载器
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│ └── MotionSignalNames.cs # PLC 信号名称常量
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├── Views/ # WPF 视图
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│ ├── AxisControlView.xaml # 核心轴控制面板（350px+）
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│ ├── AxisControlView.xaml.cs
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│ ├── MotionControlView.xaml # 简化版操作面板
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│ └── MotionDebugWindow.xaml # Jog 调试窗口
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├── Module/
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│ └── MotionControlModule.cs # Prism 模块注册
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├── Resources/ # 多语言资源
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│ ├── Resources.resx # 默认（英文）
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│ ├── Resources.zh-CN.resx # 简体中文
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│ ├── Resources.zh-TW.resx # 繁体中文
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│ └── Resources.en-US.resx # 英文
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└── Documents/ # 文档
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├── README.md # 本文档
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└── GUIDENCE.md # 外部集成指南
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### 对外接口 | Public Interfaces
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| 接口 | 用途 | 注册方式 |
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| `IMotionControlService` | 业务控制（移动、停止、回零、Jog、开关门、几何计算） | 单例 |
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| `IMotionSystem` | 底层状态读取（轴位置、状态、门状态、摇杆状态、轴复位） | 单例 |
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| `MotionControlConfig` | 配置参数（轴范围、几何原点、轮询周期） | 实例 |
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| `GeometryCalculator` | 几何正算/反算工具 | 单例 |
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### 事件 | Events
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| 事件 | 载荷 | 触发时机 |
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| `AxisStatusChangedEvent` | `AxisStatusChangedData(AxisId, AxisStatus)` | 轴状态变化 |
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| `DoorStatusChangedEvent` | `DoorStatus` | 门状态变化 |
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| `DoorInterlockChangedEvent` | `bool` | 门联锁状态变化（true=已联锁, false=未联锁） |
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| `GeometryUpdatedEvent` | `GeometryData(FOD, FDD, Magnification)` | 几何参数更新（每轮询周期） |
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| `GeometryApplyRequestEvent` | `GeometryApplyRequestData(SourceZTarget, DetectorZTarget, ...)` | 几何反算结果填入请求（DebugWindow → MotionControlViewModel） |
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| `JoystickActiveEvent` | `bool` | 实体摇杆激活状态变化（true=激活, false=未激活） |
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| `MotionErrorEvent` | `MotionErrorData(AxisId, ErrorMessage)` | 轴进入 Error/Alarm 状态 |
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## 技术要求 | Technical Requirements
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| 依赖 | 版本 | 用途 |
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| .NET 8.0 | net8.0-windows7.0 | 运行时 |
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| Prism.Wpf | 9.0.537 | MVVM + DI + EventAggregator |
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| Telerik UI for WPF | 2024.1.408 | UI 控件（Crystal 主题） |
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| XP.Common | - | 日志、多语言 |
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| XP.Hardware.PLC | - | IPlcService（PLC 连接状态）、ISignalDataService（PLC 信号读写） |
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## 配置参数 | Configuration
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在 `App.config` 的 `<appSettings>` 中配置：
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| 参数 | 默认值 | 说明 |
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| `MotionControl:SourceZ:Min/Max/Origin` | 0/500/0 | 射线源Z轴范围和原点（mm） |
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| `MotionControl:DetectorZ:Min/Max/Origin` | 0/600/0 | 探测器Z轴范围和原点（mm） |
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| `MotionControl:StageX:Min/Max/Origin` | -150/150/0 | 载物台X轴范围和原点（mm） |
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| `MotionControl:StageY:Min/Max/Origin` | -150/150/0 | 载物台Y轴范围和原点（mm） |
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| `MotionControl:DetectorSwing:Min/Max/Origin/Enabled` | -45/45/0/true | 探测器摆动范围、原点和启用 |
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| `MotionControl:StageRotation:Min/Max/Origin/Enabled` | -360/360/0/true | 载物台旋转范围、原点和启用 |
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| `MotionControl:FixtureRotation:Min/Max/Origin/Enabled` | -90/90/0/false | 夹具旋转范围、原点和启用 |
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| `MotionControl:Geometry:SourceZOrigin` | 0 | 射线源Z原点偏移（mm） |
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| `MotionControl:Geometry:DetectorZOrigin` | 600 | 探测器Z原点偏移（mm） |
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| `MotionControl:Geometry:StageRotationCenterZ` | 0 | 旋转中心Z坐标（mm，固定值） |
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| `MotionControl:Geometry:SwingPivotOffset` | 0 | 探测器摆动旋转中心Z偏移（mm） |
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| `MotionControl:Geometry:SwingRadius` | 0 | 探测器摆动半径（mm） |
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| `MotionControl:PollingInterval` | 100 | 轮询周期（ms） |
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| `MotionControl:DefaultVelocity` | 100 | 默认速度 |
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| `MotionControl:SourceDetectorZLinkage:Enabled` | false | 射线源与探测器Z轴联动使能 |
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| `MotionControl:SourceDetectorZLinkage:TriggerThreshold` | 1.0 | 联动触发的位置变化阈值（mm） |
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| `MotionControl:SourceDetectorZLinkage:SpeedPercent` | 100 | 联动移动速度百分比（0-100） |
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PLC 信号名称硬编码在 `MotionSignalNames.cs` 中，信号定义在 `PlcAddrDfn.xml` 的 ReadCommon/WriteCommon 组。
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**最后更新 | Last Updated**: 2026-05-11
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