嬰兒無創(chuàng)顱內壓監(jiān)護儀的微型智能恒壓控制器的研究與應用.pdf

1、在醫(yī)學臨床領域中，運用嬰兒無創(chuàng)顱內壓監(jiān)護儀經前囟監(jiān)測顱內壓時，因臨床操作中諸多因素的影響使得施加至顱內壓監(jiān)護儀的光纖傳感器上的微小的驅動壓力常處于波動不穩(wěn)定的狀態(tài)，從而直接影響到監(jiān)護儀監(jiān)測結果的敏感度和準確性。微型智能恒壓控制器的研究立題即來源于醫(yī)學顱內壓監(jiān)護儀使用過程中驅動壓力控制的不穩(wěn)定性。 課題開發(fā)的微型智能恒壓控制器是以PHILIPS公司的P89C51RD2單片機作為整個系統(tǒng)的控制中樞，該控制器能夠對給定的信號及外界的干

2、擾進行及時處理、運算，繼而驅動步進電機執(zhí)行相應的工作，實現(xiàn)對壓力的閉環(huán)控制。采用步進電機專用控制驅動芯片L297和L.298，以此簡化系統(tǒng)的硬件結構和減輕CPU的負擔。執(zhí)行機構采用兩個分離的微型氣缸，兩氣缸之間用軟管連通，此目的在于系統(tǒng)裝置加在服務對象(在此為嬰兒)頭上的重量應在其能夠承受的范圍之內。 由于步進電機及氣動控制系統(tǒng)是一種包含多重非線性的系統(tǒng)，要精確建立其數(shù)學模型有較大的困難。應用傳統(tǒng)的控制算法對系統(tǒng)將會產生較大誤差

3、，故在綜合考慮和比較多種控制算法的基礎上，最終采用神經網絡PID控制技術。仿真和實際調試的結果表明：神經網絡PID控制技術可以改善系統(tǒng)的動靜態(tài)特性；提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，從而實現(xiàn)了預期的設計目標。 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計過程中所涉及到的基本知識，進而展開了對系統(tǒng)硬件設計、控制策略、控制軟件的深入研究；并最終通過仿真和實際調試驗證了其可行性。本研究在國內外首次開發(fā)出嬰兒無創(chuàng)顱內壓監(jiān)護儀的微型恒