左心室輔助裝置磁懸浮轉(zhuǎn)子模糊控制算法的研究.pdf

1、左心室輔助裝置主要用來輔助人體的左心室泵血，以維持人體機體正常的生理血液循環(huán)。左心室輔助裝置血泵轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)是左心室輔助裝置穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，也是泵血血流量滿足生理需要的關(guān)鍵，因而對轉(zhuǎn)子的控制問題就成為一個非常重要的研究內(nèi)容。本文使用傳統(tǒng) PID控制左心室輔助裝置血泵轉(zhuǎn)子，在建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，對它進行了PID控制仿真，取得了比較好的效果，但是，因為左心室輔助裝置是裝在人體上的，就會受到各種環(huán)境因素的影響，如血液是一個飛流的流

2、體，使得我們實際建立的系統(tǒng)模型應是一種非線性系統(tǒng)，數(shù)學模型就不能完全的表達轉(zhuǎn)子實際系統(tǒng)的性能特點。當加上一些干擾或者非線性環(huán)節(jié)的時候，PID控制就達不到控制效果。
　　本文將比較熱門的模糊控制理論應用到左心室輔助裝置轉(zhuǎn)子的控制研究中，其控制系統(tǒng)屬于非線性系統(tǒng)，數(shù)學模型難以確定，隨攜帶者的動作容易發(fā)生變化，血泵結(jié)構(gòu)具有不穩(wěn)定性、易受干擾和非線性等特點，工作環(huán)境穩(wěn)定性要求非常高。對于一些系統(tǒng)模型難以準確描述的被控對象，模糊控制能夠得到

3、很好的應用，只需將那些不確定的因素進行模糊化運算，減少不確定因素對控制系統(tǒng)的影響。本文針對傳統(tǒng) PID控制的不足，提出了應用模糊理論的兩種控制設計：第一種是模糊 PID控制算法，針對左心室輔助裝置磁懸浮控制系統(tǒng)強非線性復雜結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)易變等特性，結(jié)合模糊控制的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng) PID控制方法，使得系統(tǒng)以更快的速度達到穩(wěn)定狀態(tài)；第二種基于雙因子免疫機制的模糊 PID控制算法，因模糊控制也存在自身的缺點，對于大滯后控制系統(tǒng)，模糊控制就難以達

4、到控制的效果。受人工免疫系統(tǒng)研究的啟發(fā)，雙因子免疫機制對具有時延滯后的控制系統(tǒng)有著很好的調(diào)節(jié)作用，因而本文設計了雙因子免疫調(diào)節(jié)的模糊 PID控制算法，改進了模糊 PID控制器，提高了左心室輔助裝置轉(zhuǎn)子控制的穩(wěn)定性和可靠性。當控制被控對象出現(xiàn)時延的情況下，采用雙因子免疫機制，識別因子迅速識別抗原，促使殺傷因子與相應的侵入抗原作用，殺滅抗原，同時殺傷因子自身也會消亡。減小外界不確定因素對控制效果的影響，可以更好的回到以前的穩(wěn)定狀態(tài)。前一種本