呼吸機(jī)檢測(cè)與控制算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、呼吸機(jī)是各個(gè)醫(yī)院不可或缺的醫(yī)療設(shè)備之一，在病人的搶救與治療中起著至關(guān)重要的作用。深入研究如何提高通氣平穩(wěn)度與漏氣檢測(cè)精確度對(duì)降低國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)使用安全隱患，提升國(guó)產(chǎn)品牌的技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以提升定容通氣時(shí)的通氣平穩(wěn)度和漏氣檢測(cè)的準(zhǔn)確性為目標(biāo)。通過(guò)分析研究實(shí)驗(yàn)室呼吸機(jī)平臺(tái)定容通氣的特性以及漏氣檢測(cè)的不足之處，并對(duì)比了現(xiàn)有控制理論的優(yōu)勢(shì)與適用場(chǎng)景，從而選取內(nèi)模PID算法控制定容通氣的流速，使用BP神經(jīng)

2、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)呼吸機(jī)系統(tǒng)的漏氣量。
　　首先，針對(duì)呼吸機(jī)的氣路組成以及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，對(duì)氣路進(jìn)行改造，以便于采集呼吸機(jī)漏氣時(shí)的工作狀態(tài)，包括呼吸潮氣量以及漏氣量等。然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)與呼吸機(jī)的工作特點(diǎn)，確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)選擇合適的傳遞函數(shù)與訓(xùn)練算法，借助MATLAB完成漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。
　　其次，針對(duì)定容通氣的工作模式，提出內(nèi)模PID控制方案。通過(guò)對(duì)比機(jī)理法建模和測(cè)試法建模的優(yōu)缺點(diǎn)，選取測(cè)試法對(duì)

3、呼吸機(jī)流速控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。實(shí)驗(yàn)選取三種不同幅值的階躍函數(shù)作為系統(tǒng)激勵(lì)，同時(shí)記錄流速控制系統(tǒng)的響應(yīng)，通過(guò)擬合的方式得出響應(yīng)曲線的函數(shù)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上添加濾波器得到內(nèi)模PID的控制模型，并通過(guò)試驗(yàn)的方式對(duì)內(nèi)模PID控制的參數(shù)進(jìn)行了整定。
　　最后，對(duì)漏氣檢測(cè)系統(tǒng)與流速控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了測(cè)試與驗(yàn)證:結(jié)合MATLAB與Delphi上位機(jī)軟件對(duì)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的漏氣檢測(cè)情況進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性與較高的精度，