医用生物力学
醫用生物力學
의용생물역학
JOURNAL OF MEDICAL BIOMECHANICS
2011年
3期
279-285
,共7页
高斌%谷凯云%常宇%刘有军
高斌%穀凱雲%常宇%劉有軍
고빈%곡개운%상우%류유군
主动脉内血泵%全程滑模算法%动态干扰补偿器%计算机仿真%血流动力学
主動脈內血泵%全程滑模算法%動態榦擾補償器%計算機倣真%血流動力學
주동맥내혈빙%전정활모산법%동태간우보상기%계산궤방진%혈류동역학
目的 为消除传统滑膜算法固有的抖震现象对控制器及被控对象的影响,使主动脉内血泵准确地响应人体的生理需求,本文设计了基于全程滑膜算法(global sliding mode controller,GSMC)的主动脉内血泵控制器.方法 采用动态干扰补偿算法来估算主动脉内血泵控制系统的不确定性,并利用计算机仿真实验和体外循环实验来验证控制系统的动态特性和稳定性.结果 由于通过动态干扰补偿算法估算系统不确定性,消除了滑膜算法固有的抖震现象.当系统设定流率为5 L/min时,系统的响应时间为80 ms,并且不存在超调和稳态误差.当控制器的负载转矩增加到0.4 N·m时,控制器的响应时间为25 ms.当输入一个搏动的流量信号作为控制系统的设定流率时,其动态响应时间为80 ms,流速最大误差为0.03 L/min.在体外循环实验中,由于实验中转速信号和流速信号的反馈频率低于理想情况,所以控制器的效果相比于计算机模拟有所下降.实验结果显示,当设定流率为5 L/min时,该控制器的响应时间是0.26 s,流率的误差为0.1 L/min.结论 本文提出的控制器可以根据参考流量的要求准确地调节主动脉内血泵,并且对于系统的干扰和不确定性有良好的鲁棒性.由于动态干扰补偿算法的应用,算法的输出不存在抖震现象.
目的 為消除傳統滑膜算法固有的抖震現象對控製器及被控對象的影響,使主動脈內血泵準確地響應人體的生理需求,本文設計瞭基于全程滑膜算法(global sliding mode controller,GSMC)的主動脈內血泵控製器.方法 採用動態榦擾補償算法來估算主動脈內血泵控製繫統的不確定性,併利用計算機倣真實驗和體外循環實驗來驗證控製繫統的動態特性和穩定性.結果 由于通過動態榦擾補償算法估算繫統不確定性,消除瞭滑膜算法固有的抖震現象.噹繫統設定流率為5 L/min時,繫統的響應時間為80 ms,併且不存在超調和穩態誤差.噹控製器的負載轉矩增加到0.4 N·m時,控製器的響應時間為25 ms.噹輸入一箇搏動的流量信號作為控製繫統的設定流率時,其動態響應時間為80 ms,流速最大誤差為0.03 L/min.在體外循環實驗中,由于實驗中轉速信號和流速信號的反饋頻率低于理想情況,所以控製器的效果相比于計算機模擬有所下降.實驗結果顯示,噹設定流率為5 L/min時,該控製器的響應時間是0.26 s,流率的誤差為0.1 L/min.結論 本文提齣的控製器可以根據參攷流量的要求準確地調節主動脈內血泵,併且對于繫統的榦擾和不確定性有良好的魯棒性.由于動態榦擾補償算法的應用,算法的輸齣不存在抖震現象.
목적 위소제전통활막산법고유적두진현상대공제기급피공대상적영향,사주동맥내혈빙준학지향응인체적생리수구,본문설계료기우전정활막산법(global sliding mode controller,GSMC)적주동맥내혈빙공제기.방법 채용동태간우보상산법래고산주동맥내혈빙공제계통적불학정성,병이용계산궤방진실험화체외순배실험래험증공제계통적동태특성화은정성.결과 유우통과동태간우보상산법고산계통불학정성,소제료활막산법고유적두진현상.당계통설정류솔위5 L/min시,계통적향응시간위80 ms,병차불존재초조화은태오차.당공제기적부재전구증가도0.4 N·m시,공제기적향응시간위25 ms.당수입일개박동적류량신호작위공제계통적설정류솔시,기동태향응시간위80 ms,류속최대오차위0.03 L/min.재체외순배실험중,유우실험중전속신호화류속신호적반궤빈솔저우이상정황,소이공제기적효과상비우계산궤모의유소하강.실험결과현시,당설정류솔위5 L/min시,해공제기적향응시간시0.26 s,류솔적오차위0.1 L/min.결론 본문제출적공제기가이근거삼고류량적요구준학지조절주동맥내혈빙,병차대우계통적간우화불학정성유량호적로봉성.유우동태간우보상산법적응용,산법적수출불존재두진현상.
