双水平呼吸机控制策略的设计与实现
发布时间：2021-07-03 15:39
双水平呼吸机是一种辅助人体呼吸的设备,对睡眠呼吸暂停综合征和慢性阻塞性肺病有良好的治疗效果。本文针对双水平呼吸机家庭使用场景下的功能要求,对双水平呼吸机的控制策略进行了研究,并完成了相关软件设计和测试,对打破国外同类产品的垄断,提升国产产品竞争力有重要意义。本文基于实验室的呼吸机硬件平台,以实现精确的压力控制和舒适准确的人机同步效果为目标,完成了双水平呼吸机控制策略的设计,包括压力控制算法的设计和关键检测算法设计。完成软件设计后,实现了呼吸同步和压力切换功能,呼吸事件检测与通气调节功能,呼吸参数计算功能等双水平呼吸机的核心功能。首先,通过阅读相关文献图书和研究同类产品,了解了双水平呼吸机的治疗原理和通气模式,根据相关标准明确了双水平呼吸机的各项性能指标和功能要求。对国产产品较为落后的压力控制和检测技术展开研究。针对呼吸机的双水平工作模式的特点,为了提高用户使用的舒适度,本文创新性地提出了基于呼吸状态切换的模糊-PID双模控制算法。通过对呼吸机硬件结构的分析,以及相关文献的阅读,发现被控系统难以建立精确的数学模型,其特性与用户的呼吸状态相关。为了解决PID控制算法在双水平模式压力切换时出...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２参数测量气路示意图??
?山东大学硕士学位论文???得到电机转子位置，然后通过ＡＴ、ＢＴ、ＣＴ和ＡＢ、ＢＢ、ＣＢ引脚控制三相全桥??功率驱动电路的上下三对ＭＯＳ管的通断。ＭＣ３３０３５驱动信号时序图如图２－４所??７Ｋ?〇??０?６０?１２０?１８?０?２４０?３００?３６０?４２?０?４８?０?５４０?６００?６６０?７２０??１００?１１０?０１０?０１１?００１?１０１?１００?１１０?０１０?０１１?００１?１０１??ＳＡ??霍??２?ｓｂ?—??????入??????ＳＣ?????ＡＴ??上??桥?＿??????臂?ＢＴ??输??出?????——??ＣＴ??Ｔ?－?疆疆?画醒???１?－?１ＩＭ１?１１Ｍ１??１１１?ＣＢ疆疆?醞画???图２－４?ＭＣ３３０３５驱动信号时序图??ＭＣ３３０３５的速度控制引脚ＥＡ＋与其内部的电压比较电路相连，决定着三相全??桥驱动电路三个下桥臂的ＰＷＭ占空比。速度控制引脚ＥＡ＋为模拟电压输入，输??入范围为０￣６．５Ｖ。ＭＣ３３０３５的ＢＲＡＫＥ引脚为刹车引脚，输入有效时，三相全桥??驱动电路的三个上桥臂关断，三个下桥臂导通，使电机的三相绕组短接，对电机??制动。风机驱动模块电路示意图如图２－５所示。??ＩＩ??
图２－９模拟肺上位机界面示意图??主动模拟肺软件集合了常见病态肺部参数，包括呼吸阻塞、呼吸暂停、ＣＯＰＤ、??
【参考文献】：
期刊论文
[1]呼吸机专利技术综述[J]. 朱书华. 科技视界. 2019(20)
[2]家用呼吸机测量及控制技术热点及难点分析[J]. 杨钰,张岩. 数码世界. 2018(04)
[3]传递函数辨识（1）:阶跃响应两点法和三点法[J]. 丁锋,徐玲,刘喜梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]家庭无创机械通气对稳定期重度慢性阻塞性肺疾病患者的疗效观察[J]. 杨婕,蔡元萍,胡建武,卢桥发. 重庆医学. 2016(17)
[5]家庭呼吸机应用进展[J]. 文慧兰,况九龙. 中国老年学杂志. 2016(09)
[6]阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南(基层版)[J]. 何权瀛,王莞尔. 中国呼吸与危重监护杂志. 2015(04)
[7]嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ剖析与移植[J]. 王小妮. 现代电子技术. 2015(04)
[8]双水平正压通气最优控制方案[J]. 郭晨光,许煜聪. 信息通信. 2014(12)
[9]呼吸机现状及发展趋势[J]. 谢俊祥,张琳. 中国医疗器械信息. 2014(02)
[10]慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）[J]. 中国医学前沿杂志(电子版). 2014(02)
博士论文
[1]基于主动模拟肺的通气模式关键技术研究[D]. 易韦韦.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]睡眠呼吸机呼吸检测的关键技术研究及实现[D]. 刘华东.华南理工大学 2018
[2]基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计[D]. 李洁.中国民航大学 2018
[3]呼吸机电路气路设计与风机控制方案研究[D]. 苏光义.中国民航大学 2018
[4]呼吸机用永磁同步电机控制系统设计[D]. 刘勇.长江大学 2018
[5]MJⅡ型双水平呼吸机系统的研究与开发[D]. 尹德军.东南大学 2017
[6]睡眠呼吸机的关键技术研究[D]. 邝勇.南方医科大学 2015
[7]无创呼吸机用无刷直流电机控制系统的设计与实现[D]. 李伟利.湖南大学 2013
[8]基于构件的无创双水平呼吸机软件系统设计[D]. 黄皓轩.湖南大学 2011
[9]呼吸机用无位置传感器无刷直流电机控制系统设计[D]. 沈鹏程.湖南大学 2011
[10]呼吸机人机同步新方法的研究[D]. 冼莹.暨南大学 2006
本文编号：3262867
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２参数测量气路示意图??
?山东大学硕士学位论文???得到电机转子位置，然后通过ＡＴ、ＢＴ、ＣＴ和ＡＢ、ＢＢ、ＣＢ引脚控制三相全桥??功率驱动电路的上下三对ＭＯＳ管的通断。ＭＣ３３０３５驱动信号时序图如图２－４所??７Ｋ?〇??０?６０?１２０?１８?０?２４０?３００?３６０?４２?０?４８?０?５４０?６００?６６０?７２０??１００?１１０?０１０?０１１?００１?１０１?１００?１１０?０１０?０１１?００１?１０１??ＳＡ??霍??２?ｓｂ?—??????入??????ＳＣ?????ＡＴ??上??桥?＿??????臂?ＢＴ??输??出?????——??ＣＴ??Ｔ?－?疆疆?画醒???１?－?１ＩＭ１?１１Ｍ１??１１１?ＣＢ疆疆?醞画???图２－４?ＭＣ３３０３５驱动信号时序图??ＭＣ３３０３５的速度控制引脚ＥＡ＋与其内部的电压比较电路相连，决定着三相全??桥驱动电路三个下桥臂的ＰＷＭ占空比。速度控制引脚ＥＡ＋为模拟电压输入，输??入范围为０￣６．５Ｖ。ＭＣ３３０３５的ＢＲＡＫＥ引脚为刹车引脚，输入有效时，三相全桥??驱动电路的三个上桥臂关断，三个下桥臂导通，使电机的三相绕组短接，对电机??制动。风机驱动模块电路示意图如图２－５所示。??ＩＩ??
图２－９模拟肺上位机界面示意图??主动模拟肺软件集合了常见病态肺部参数，包括呼吸阻塞、呼吸暂停、ＣＯＰＤ、??
【参考文献】：
期刊论文
[1]呼吸机专利技术综述[J]. 朱书华. 科技视界. 2019(20)
[2]家用呼吸机测量及控制技术热点及难点分析[J]. 杨钰,张岩. 数码世界. 2018(04)
[3]传递函数辨识（1）:阶跃响应两点法和三点法[J]. 丁锋,徐玲,刘喜梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]家庭无创机械通气对稳定期重度慢性阻塞性肺疾病患者的疗效观察[J]. 杨婕,蔡元萍,胡建武,卢桥发. 重庆医学. 2016(17)
[5]家庭呼吸机应用进展[J]. 文慧兰,况九龙. 中国老年学杂志. 2016(09)
[6]阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南(基层版)[J]. 何权瀛,王莞尔. 中国呼吸与危重监护杂志. 2015(04)
[7]嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ剖析与移植[J]. 王小妮. 现代电子技术. 2015(04)
[8]双水平正压通气最优控制方案[J]. 郭晨光,许煜聪. 信息通信. 2014(12)
[9]呼吸机现状及发展趋势[J]. 谢俊祥,张琳. 中国医疗器械信息. 2014(02)
[10]慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）[J]. 中国医学前沿杂志(电子版). 2014(02)
博士论文
[1]基于主动模拟肺的通气模式关键技术研究[D]. 易韦韦.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]睡眠呼吸机呼吸检测的关键技术研究及实现[D]. 刘华东.华南理工大学 2018
[2]基于μC/OS的呼吸机软件关键技术研究与系统设计[D]. 李洁.中国民航大学 2018
[3]呼吸机电路气路设计与风机控制方案研究[D]. 苏光义.中国民航大学 2018
[4]呼吸机用永磁同步电机控制系统设计[D]. 刘勇.长江大学 2018
[5]MJⅡ型双水平呼吸机系统的研究与开发[D]. 尹德军.东南大学 2017
[6]睡眠呼吸机的关键技术研究[D]. 邝勇.南方医科大学 2015
[7]无创呼吸机用无刷直流电机控制系统的设计与实现[D]. 李伟利.湖南大学 2013
[8]基于构件的无创双水平呼吸机软件系统设计[D]. 黄皓轩.湖南大学 2011
[9]呼吸机用无位置传感器无刷直流电机控制系统设计[D]. 沈鹏程.湖南大学 2011
[10]呼吸机人机同步新方法的研究[D]. 冼莹.暨南大学 2006
本文编号：3262867
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