基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究

呼吸机的压力控制是呼吸机控制的基础,是呼吸机安全、有效工作的重要保证。本文研究模糊控制技术对呼吸机压力的控制,并评估其控制效果。首先,根据常见呼吸机气路结构和压力控制原理,搭建一实验平台,用于控制效果评估。然后在实验平台上,分别利用传统的PID控制和模糊PID控制,分析两种方法控制下的超调量、控制误差和控制时间。结果表明,模糊PID控制比传统的PID控制更能有效地抑制超调、减小控制误差,在控制时间上也有一定的优势。模糊PID控制效果明显优于传统的PID控制。     

基于模糊自适应PID控制的麻醉靶控输注智能化研究

目的:麻醉靶控输注是在人体药代动力学与药效学基础上,通过调节目标药物浓度以达到控制麻醉深度的目的。控制过程的改善有利于实现麻醉的智能化和个性化给药。方法:提出一种基于脑电双频指数的模糊自适应PID麻醉靶控输注算法,应用基于异丙酚的生理药代动力学模型,以设定的脑电双频指数值为控制目标,利用模糊控制的经验规则库整定PID各个参数,对病人的麻醉剂量和给药方法给予参考和指导,保障病人的安全和手术的顺利进行。结果:实验仿真过程中,PID各参数实现了在线整定,麻醉靶控输注系统的动态和静态性能良好。结论:基于模糊自适应PID整定的麻醉靶控输注控制从理论和实践上为麻醉靶控输注的控制提供了一种新的智能化控制方案。     

一氧化氮流量控制系统仿真研究

目的 针对模糊规则难以人为整定的难题，开发一种基于改进遗传算法整定模糊规则的模糊比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,PID）算法，并应用于一氧化氮流量控制系统。方法首先采用机理法结合阶跃响应法的形式进行控制对象建模，再运用MATLAB进行控制算法的设计，最后将该算法与通用规则模糊PID算法和位置式PID算法进行仿真对比。结果 应用了该算法的一氧化氮流量控制系统具备超调小、几乎无稳态误差的特性，控制性能远远优于通用规则模糊PID算法和位置式PID算法。结论 该算法可解决模糊规则难以人为整定的困难，改善模糊PID控制器控制性能，对提高NO流量控制精度、降低NO吸入疗法治疗风险具有参考价值。     

温控医用灌注泵模糊自整定PI D控制系统的研究

针对温控医用灌注泵的应用过程对温度控制的要求及其所具有的时滞性、非线性、模型结构不确定等特点,我们结合模糊控制技术和常规PID控制方法,组成模糊自整定PID控制器。将传统PID和自整定模糊PID控制器分别应用于温控医用灌注泵系统。实验结果表明,模糊自整定PID控制器在动态性能、稳定时间和稳态误差方面均比传统PID的效果好。     

温控医用灌注泵模糊自整定PID控制系统的研究

针对温控医用灌注泵的应用过程对温度控制的要求及其所具有的时滞性、非线性、模型结构不确定等特点,我们结合模糊控制技术和常规PID控制方法,组成模糊自整定PID控制器。将传统PID和自整定模糊PID控制器分别应用于温控医用灌注泵系统。实验结果表明,模糊自整定PID控制器在动态性能、稳定时间和稳态误差方面均比传统PID的效果好。     

肿瘤热疗的区域多点温控研究

目的：温度控制是肿瘤热疗过程中至关重要的环节，本文结合多点测温系统和射频肿瘤消融系统，以提高肿瘤热疗的疗效及安全性为出发点，探讨肿瘤热疗的单点温控以及区域多点温控的方法和策略。方法：分析并综合模糊控制和PID控制算法的优缺点，提出了性能更好的模糊-改进PID温控方法，用于对热疗进行单点温控，再利用区域多点温控策略实现区域多点温控。结果：离体猪肝实验表明，模糊控制的动态特性较好，而稳态特性较差；改进PID控制的稳态特性较好，而动态特性较差；模糊—改进PID控制方法综合了模糊控制和改进PID控制的优点，增强了温度控制的动态性能和稳态性能；区域多点温控策略能很好地实现区域实时温度控制。结论：本文提出的模糊—改进PID控制方法和区域多点温控策略能进一步改善热疗系统的性能。     

主从微创手术机器人驱动器模糊比例积分微分控制研究

导管机器人微创手术要求驱动器控制系统具有快速响应、强抗干扰性以及对目标轨迹实时跟踪的性能。由于导管自身参数以及运动环境不断变化等因素,对驱动器采用传统比例积分微分(PID)控制时,PID参数一经整定后成为固定增益,不能适应对象参数和环境干扰而改变,影响位置跟踪精度,并可能产生较大的超调,危及患者血管安全。为此,本文采用模糊PID控制方法,在位置跟踪过程中对PID增益参数进行调整,用以改善系统的动态性能、抗干扰能力和位置跟踪精度。仿真结果表明,模糊PID控制方法具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能,通过与传统PID控制的比较,验证了模糊PID控制在导管机器人微创手术中的可行性与实用性。     

新型气冷式射频消融系统的控制模式

背景：射频消融作为一种有前途的微创肿瘤治疗方法应用越来越广泛,但是现今的射频消融系统还普遍存在消融范围小的问题。 目的：设计一种新型的气冷式射频消融电极的控制模式,增大射频消融的范围。 方法：在气冷式射频仪的基础上,根据气冷式射频电极的特点,设计了一种新型的气冷式射频消融的控制模式,即在恒温的方式下通过气冷式电极的冷冻功率来控制射频消融的范围。控制系统采用上位机、下位机的结构,温度控制算法采用改进的PID控制算法。 结果与结论：通过温度控制实验证明,改进的PID控制算法能精确地控制温度,反应速度快,能很好地应用于该控制模式。气冷式射频功率与制冷功率关系实验结果表明,通过气冷式冷却电极的功率能很好地调节射频消融的射频输出功率,达到控制消融范围的目的。     

微创血管介入手术导管辅助机器人自整定模糊PID控制

传统的微创血管介入手术,医生长时间遭受大量射线的辐射,会对医生造成一定的损伤。而用手术机器人代替医生操作导管能够克服上述缺点。为此,针对微创血管介入手术导管辅助机器人系统,首先运用D-H法建立了导管运动学模型,以便获得导管近端到导管末端的运动传递关系,接着选择无刷直流电机作为机器人关节执行器,采用自整定模糊PID控制方法来适应血管介入手术过程中系统参数变化及不确定性因素的影响,实现从端辅助机器人精确快速地跟踪主手的控制指令,进而提高系统的控制精度。仿真结果表明,与传统PID控制相比,自整定模糊PID控制方法能够快速跟踪系统的指令,使系统的跟踪误差减小到0.3mm以下     

基于微流控芯片的气压驱动进样系统的特性研究

为了精准控制微流控芯片的分选进样速度,本研究设计了一种气压控制的进样系统.通过PID闭环控制,实现了对缓冲溶液瓶中气体容腔的精准压力控制,将样液以平稳的流量推送入微流控芯片中.采用Matlab软件中的Simulink建立数学模型对进样系统仿真,获得了在不同流量信号输入时,微流道中液体流量的动态响应特性.通过对比实验,仿...