通用模糊自适应控制在呼吸机上的应用

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通用模糊自适应控制在呼吸机上的应用 [复制链接]

一、UFA（通用模糊自适应控制：Universal Fuzzy Adaptive）在呼吸机/麻醉机应用后带来的效益

1、降低成本

UFA稳定而且功能强大、接口简单，所以使用UFA之后呼吸机/麻醉机的软件开发时间可大为缩短，软件开发成本也大大降低。

UFA的自动化程度和自适应程度高，将开发人员从繁琐枯燥的参数整定、阀门校准等工作中解脱出来，在提升性能的同时使人力成本大为降低。

UFA是实时控制，所以可以实现高精度的控制，且对电磁阀的磁滞消除和可重复性都无要求，用一般的电磁阀也可以达到很好的控制效果。故使用UFA后可以用SMC之类的性能一般但价格低廉的阀门代替诺冠或帕克之类的高性能高成本的阀门。

使用UFA后使得系统对peep阀和稳压阀等的性能要求也降低了很多，从而为其降低成本留出了巨大的空间。在一些要求不高的产品中应用UFA模块之后可以考虑用开关电磁阀或步进电机取代比例电磁阀。

所以，呼吸机/麻醉机应用中使用UFA模块之后包括软硬件及机械成本在内的整机成本将大大降低，为客户后续构筑有竞争力的产品奠定坚实的基础。

2、提升性能

UAF采用完全的闭环控制，真正的实时调整，可靠性和精度都比现在国内通用的开环或半闭环控制方式要高得多。

UFA模块的自适应强，所以能对临床中可能会出现的各种气阻和各种顺应性的病例都能做到稳准快的控制。

UFA是即插即用式控制，从第一个呼吸周期开始即可实现精准控制，省去了通常做法中所必须的几个周期的辨识时间。

UFA在鲁棒性方面做得很好，所以在缩短响应时间的同时既不会有超调也不会有抖动。

二、UFA在呼吸机/麻醉机应用中的性能

呼吸机/麻醉机使用UFA之后，用夹板肺、皮囊、铁肺模拟模覆盖了临床可能遇到的各种气阻和顺应性的情况对控制难度很大的PCV模式进行测试。

测试过程中无扰动的情况下peep阀和呼气阀处于关闭状态，测试的典型目标值为20cmH2O、30cmH2O、40cmH2O、50cmH2O，模拟肺的模拟参数包含了：

R=OFF,C=20; R=5,C=20; R=20,C=20; R=5,C=20; R=OFF,C=50; R=5,C=50; R=20,C=50; R=50,C=50;

这些测试用例中响应时间一般在200ms以内，R(气阻)较大，C(顺应性)较小的测试用例响应时间在300ms左右。峰值压力即预设的目标值压力，即最后稳定在目标值上且波动范围不大于±0.5cmH2O 。

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