嬰兒無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀的微型智能恒壓控制器的研究與應(yīng)用.pdf

1、在醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域中，運(yùn)用嬰兒無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀經(jīng)前囟監(jiān)測(cè)顱內(nèi)壓時(shí)，因臨床操作中諸多因素的影響使得施加至顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀的光纖傳感器上的微小的驅(qū)動(dòng)壓力常處于波動(dòng)不穩(wěn)定的狀態(tài)，從而直接影響到監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果的敏感度和準(zhǔn)確性。微型智能恒壓控制器的研究立題即來(lái)源于醫(yī)學(xué)顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀使用過(guò)程中驅(qū)動(dòng)壓力控制的不穩(wěn)定性。 課題開(kāi)發(fā)的微型智能恒壓控制器是以PHILIPS公司的P89C51RD2單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，該控制器能夠?qū)o定的信號(hào)及外界的干

2、擾進(jìn)行及時(shí)處理、運(yùn)算，繼而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的閉環(huán)控制。采用步進(jìn)電機(jī)專用控制驅(qū)動(dòng)芯片L297和L.298，以此簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和減輕CPU的負(fù)擔(dān)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)分離的微型氣缸，兩氣缸之間用軟管連通，此目的在于系統(tǒng)裝置加在服務(wù)對(duì)象(在此為嬰兒)頭上的重量應(yīng)在其能夠承受的范圍之內(nèi)。 由于步進(jìn)電機(jī)及氣動(dòng)控制系統(tǒng)是一種包含多重非線性的系統(tǒng)，要精確建立其數(shù)學(xué)模型有較大的困難。應(yīng)用傳統(tǒng)的控制算法對(duì)系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生較大誤差

3、，故在綜合考慮和比較多種控制算法的基礎(chǔ)上，最終采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制技術(shù)。仿真和實(shí)際調(diào)試的結(jié)果表明：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制技術(shù)可以改善系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性；提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 綜上，本文首先闡述了微型恒壓控制器的基本工作原理和設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的基本知識(shí)，進(jìn)而展開(kāi)了對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、控制策略、控制軟件的深入研究；并最終通過(guò)仿真和實(shí)際調(diào)試驗(yàn)證了其可行性。本研究在國(guó)內(nèi)外首次開(kāi)發(fā)出嬰兒無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀的微型恒