基于PI控制算法的CPAP呼吸機控制器設(shè)計.pdf

1、呼吸機作為協(xié)助病人完成呼吸通氣過程、提供輔助治療的重要醫(yī)療設(shè)備，在臨床應(yīng)用中起到了重要作用。本文對用于治療OSAS(Obstructive Sleep Apnea Syndrome)疾病的便攜式CPAP(Continuous Positive Airway Pressure)呼吸機進行需求分析、論證，結(jié)合國內(nèi)需求，設(shè)計了用于家庭使用的便攜式CPAP呼吸機。
　　 本文對CPAP呼吸機控制器的硬件部分進行重點設(shè)計，主要完成了信號采

2、集電路、電機控制電路、電源電路的設(shè)計，通過一系列的改進措施，提高了壓力信號采集與電機控制的精度以及電源供電的穩(wěn)定性和可靠性。采用低成本、高性能芯片，在保證工作性能良好的前提下大大降低了控制器整體的成本，采用新型芯片以減少外圍電路，大大縮小了控制器的體積，滿足了便攜化的需求。一改以往設(shè)計CPAP呼吸機采用兩個傳感器的習(xí)慣，僅選用一個壓力傳感器完成壓力信號采集與閉環(huán)控制的功能，降低了整機成本、節(jié)省了電路板面積、縮短了閉環(huán)控制回路周期、減少了

3、壓力信號采集電路的復(fù)雜程度。為了提高控制精度與效率，采用工業(yè)上使用的MC33035與MC33039電機控制芯片，確保控制效果。在電源設(shè)計上，注重隔離、抗干擾與穩(wěn)定性設(shè)計。電源板與信號板分開制板，避免了靜電耦合與高頻電磁干擾對控制板的影響。使用增量限幅式PI控制算法，避免了傳統(tǒng)PID算法易產(chǎn)生噪聲影響控制精度的問題，降低了控制回路的響應(yīng)時間，算法作用時間僅需毫秒級即可使系統(tǒng)穩(wěn)定輸出，提高了系統(tǒng)的控制精度。
　　 經(jīng)測試，本文設(shè)計的