基于模糊PID的呼吸机流量控制系统的设计与实现

作     者：刘景康 龙飞 赵坤 张浩 LIU Jing-kang;LONG Fei;ZHAO Kun;ZHANG Hao

作者机构：中国科学院微电子研究所新一代通信射频芯片技术北京市重点实验室北京100029 中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 

基　　金：湖北省中国科学院科技合作专项项目资助 

出 版 物：《电子设计工程》 (Electronic Design Engineering)

年 卷 期：2019年第27卷第2期

页      码：94-99页

摘      要：呼吸机是一种精密机械通气装置,对控制系统的响应速度和控制精度有严格的要求。呼吸机的工作介质为压缩性极强的气体,导致该系统具有非线性和扰动强等特性,对于非线性系统传统PID控制器已经无法达到控制要求,基于PID控制的各种自适应算法得到了广泛研究,比如神经网络整定PID控制、遗传算法整定的PID控制、迭代学习PID控制等,但这些算法复杂度较大,对于实时性要求较高的系统难以实现。针对上述问题,以国内某公司试生产的一款气动比例阀为研究对象,通过对其进行力学分析并结合控制经验,建立了一套模糊PID控制规则,设计硬件电路并在STM32F767微控制器上编程实现了该算法,实验结果表明响应速度和控制精度均较好,输出流量有效范围7 L/min—180 L/min,稳态误差≤±4%,响应时间≤30 ms,输出流量稳定,系统鲁棒性较强,满足呼吸机应用要求。

主 题 词：模糊PID控制 自适应 气动比例阀 呼吸机 STM32 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6236.2019.02.021

馆 藏 号：203453534...