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(jī)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(duì)轉(zhuǎn)子的控制問題就成為一個(gè)非常重要的研究?jī)?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(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)它進(jìn)行了PID控制仿真，取得了比較好的效果，但是，因?yàn)樽笮氖逸o助裝置是裝在人體上的，就會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，如血液是一個(gè)飛流的流

2、體，使得我們實(shí)際建立的系統(tǒng)模型應(yīng)是一種非線性系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型就不能完全的表達(dá)轉(zhuǎn)子實(shí)際系統(tǒng)的性能特點(diǎn)。當(dāng)加上一些干擾或者非線性環(huán)節(jié)的時(shí)候，PID控制就達(dá)不到控制效果。
　　本文將比較熱門的模糊控制理論應(yīng)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(xué)模型難以確定，隨攜帶者的動(dòng)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(diǎn)，工作環(huán)境穩(wěn)定性要求非常高。對(duì)于一些系統(tǒng)模型難以準(zhǔn)確描述的被控對(duì)象，模糊控制能夠得到

3、很好的應(yīng)用，只需將那些不確定的因素進(jìn)行模糊化運(yùn)算，減少不確定因素對(duì)控制系統(tǒng)的影響。本文針對(duì)傳統(tǒng) PID控制的不足，提出了應(yīng)用模糊理論的兩種控制設(shè)計(jì)：第一種是模糊 PID控制算法，針對(duì)左心室輔助裝置磁懸浮控制系統(tǒng)強(qiáng)非線性復(fù)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(shì)，改善傳統(tǒng) PID控制方法，使得系統(tǒng)以更快的速度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；第二種基于雙因子免疫機(jī)制的模糊 PID控制算法，因模糊控制也存在自身的缺點(diǎn)，對(duì)于大滯后控制系統(tǒng)，模糊控制就難以達(dá)

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(jī)制對(duì)具有時(shí)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(shè)計(jì)了雙因子免疫調(diào)節(jié)的模糊 PID控制算法，改進(jìn)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(dāng)控制被控對(duì)象出現(xiàn)時(shí)延的情況下，采用雙因子免疫機(jī)制，識(shí)別因子迅速識(shí)別抗原，促使殺傷因子與相應(yīng)的侵入抗原作用，殺滅抗原，同時(shí)殺傷因子自身也會(huì)消亡。減小外界不確定因素對(duì)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