植入式左心輔助泵控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、心臟病已成為威脅人類生命與長壽的主要疾病，植入式左心輔助裝置作為治療心臟病的一個主要手段，是挽救晚期心力衰竭病人的主要有效方法，已經(jīng)受到國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界的普遍重視。
　　 本文在論述了人工心臟的發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡明了課題的研究意義，簡要介紹了植入式左心輔助泵的性能要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用無位置傳感器無刷直流電機(jī)的驅(qū)動控制系統(tǒng)作為血泵的控制方法。研究了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置檢測方法、起動控制方法以及速度控制策略，根據(jù)相關(guān)的控制

2、算法設(shè)計了相應(yīng)的硬件電路和控制軟件，硬件電路主要包括：電源電路、驅(qū)動電路、反電動勢過零點(diǎn)檢測電路以及保護(hù)電路。控制軟件主要包括：主程序的設(shè)計和子程序的設(shè)計，主程序主要對各個功能模塊初始化以及實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起停控制。子程序主要包括A/D采樣中斷子程序、換相中斷子程序和PID控制器的設(shè)計。
　　 設(shè)計了定子線圈的制作模型，可以使所有定子線圈在設(shè)計的過程都采用同一個模型，從而確保了定子線圈在形狀上的一致性，同時定子線圈的大小以及定子與轉(zhuǎn)子

3、之間的距離都會對反電動勢產(chǎn)生較大影響，通過反復(fù)的電機(jī)調(diào)試，確定了定子線圈的最佳安裝位置，從而在血泵泵體的設(shè)計上保證了系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
　　 針對電機(jī)在運(yùn)行過程中存在發(fā)熱現(xiàn)象，從軟件上對反電勢過零點(diǎn)檢測算法、換相算法以及電機(jī)起動曲線進(jìn)行優(yōu)化，并通過Matlab仿真和大量的電機(jī)調(diào)試實(shí)驗(yàn)，從而最終較好的解決了電機(jī)的溫升問題。
　　 為了更精確的實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，系統(tǒng)采用電流環(huán)與速度環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，提出電流PI