无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备技术方案

本发明专利技术涉及无创呼吸机技术领域，具体为一种无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备。本发明专利技术的无创呼吸机氧浓度控制方法及氧浓度控制系统通过采用前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，在出现氧气流量误差时，快速控制氧气比例阀的开度值，输出所需氧气流量控制量，实现对氧气流量控制量的及时调节，并且通过反馈自适应PI控制，消除稳态误差，确保对输出的氧气流量控制量的准确调节。确保对输出的氧气流量控制量的准确调节。确保对输出的氧气流量控制量的准确调节。

【技术实现步骤摘要】
无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备


[0001]本专利技术涉及无创呼吸机
，具体为一种无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备。

技术介绍

[0002]当前，无创呼吸机氧浓度控制普遍采用反馈控制方法，并且传统的无创呼吸机涡轮与气道之间仅采用简单的气路连接，虽然压力控制易实现，但氧浓度控制速度较慢，所以存在氧浓度控制滞后的问题，导致达到病人所需要的氧浓度过渡时间过长，影响治疗效果。
[0003]并且，在对氧气比例的控制算法中，普遍采用固定参数PID算法，即比例P、积分I和微分D均为定值。这就导致无法进行前馈控制，也无法进行自适应作用，无法及时对氧浓度误差进行调整。
[0004]基于上述技术问题，亟需提供一种无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备，以解决上述技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种无创呼吸机氧浓度控制方法，包括：设定氧浓度预定值；
[0007]根据氧浓度预定值计算当前所需的氧气总流量；
[0008]根据当前测得氧气流量与当前所需的氧气总流量计算当前氧气流量误差值；其中
[0009]当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种无创呼吸机氧浓度控制系统，采用上述无创呼吸机氧浓度控制方法，并具体包括氧浓度设定模块，用于设定氧浓度预定值；
[0011]总流量传感器，用于测得的相应时刻所需总流量；
[0012]处理器模块，其被配置为根据氧浓度预定值计算需要的氧气总流量；根据当前测得氧气流量与氧气所需总流量计算当前氧气流量误差值；其中当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量；
[0013]氧气比例阀，根据所述氧气流量控制量执行氧气流量调节。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种处理器模块，其用于执行无创呼吸机氧浓度控制方法。
[0015]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中保存有程序，当所述计算机执行所述程序时，执行所述的无创呼吸机氧浓度控制方法。
[0016]本专利技术的有益效果是，本专利技术的无创呼吸机氧浓度控制方法、氧浓度控制系统及相关设备通过采用前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，在出现氧气流量误差时，快
速控制氧气比例阀的开度值，输出所需氧气流量控制量，实现对氧气流量控制量的及时调节，并且通过反馈自适应PI控制，消除稳态误差，确保对输出的氧气流量控制量的准确调节。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术的无创呼吸机氧浓度控制方法的流程图；
[0021]图2是本专利技术的无创呼吸机氧浓度控制方法的软件算法实施流程图；
[0022]图3是本专利技术的无创呼吸机氧浓度控制系统的流程图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]现有技术中，通常采用PID反馈控制的方法对无创呼吸机的氧浓度进行控制，但是PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小通常都会设置为定值，这就导致无法在实际使用过程中及时对出现的误差和波动进行自适应调节。而本实施例中采用PI控制，能够在出现误差时先进行前馈控制，提高调节速度，并同步进行反馈控制，快速消除调节所带来的稳态误差。
[0025]基于上述原理，本实施例提供了一种无创呼吸机氧浓度控制方法，如图1和图2所示，具体包括：
[0026]设定氧浓度预定值；根据氧浓度预定值计算当前所需的氧气总流量；根据当前测得氧气流量与当前所需的氧气总流量计算当前氧气流量误差值；其中当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量。
[0027]在本实施方式中，通过采用前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，在出现氧气流量误差时，快速控制氧气比例阀的开度值，输出所需氧气流量控制量，实现对氧气流量控制量的及时调节，并且通过反馈自适应PI控制，消除稳态误差，确保对输出的氧气流量控制量的准确调节。
[0028]在本实施例中，所述根据氧浓度预定值计算需要的氧气总流量的方法包括：所述根据氧浓度预定值计算需要的氧气总流量的方法包括：根据t时刻的氧浓度预定值O
d
(t)和
总流量传感器测得的t时刻所需总流量L
total
计算t时刻需要的氧气总流量L
d
(t)；即
[0029]在本实施方式中，0.21和0.79均为调节常数。
[0030]e(t)＝L
d
(t)
‑
L
o
(t)；其中
[0031]e(t)为t时刻的氧气流量误差值，L
o
(t)为t时刻测得的氧气流量；以及
[0032]当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量的方法包括：
[0033]通过前馈查表控制调节阀门开度值，并通过反馈自适应PI控制消除稳态误差。
[0034]在本实施例中，所述通过前馈查表控制调节阀门开度值的方法包括：
[0035]通过查表获取前馈控制量K
f
f(t)；具体的，K
f
为定标缩减常数，取值0.9，用于防止过冲，f(t)＝F(:,0)，F为定标矩阵，且F＝[u
o O
d
]，其中：f(t)为t时刻氧浓度对阀门开度的定标值，O
d
为氧浓度预定值，u
o
为阀门开度值；f(t)为F的第一列选择值，即
[0036]从而根据氧浓度预定值，对应选择相应的阀门开度值。
[0037]在本实施例中，所述通过反馈自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无创呼吸机氧浓度控制方法，其特征在于，包括：设定氧浓度预定值；根据氧浓度预定值计算当前所需的氧气总流量；根据当前测得氧气流量与当前所需的氧气总流量计算当前氧气流量误差值；其中当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量。2.如权利要求1所述的无创呼吸机氧浓度控制方法，其特征在于，所述根据氧浓度预定值计算需要的氧气总流量的方法包括：根据t时刻的氧浓度预定值O
d
(t)和总流量传感器测得的t时刻所需总流量L
total
计算t时刻需要的氧气总流量L
d
(t)；即3.如权利要求2所述的无创呼吸机氧浓度控制方法，其特征在于，所述根据当前测得氧气流量与当前所需氧气总流量计算当前氧气流量误差值的方法包括：e(t)＝L
d
(t)
‑
L
o
(t)；其中e(t)为t时刻的氧气流量误差值，L
o
(t)为t时刻测得的氧气流量；以及当产生当前氧气流量误差值时，通过前馈查表、反馈自适应PI控制修正氧气流量，输出氧气流量控制量的方法包括：通过前馈查表控制调节阀门开度值，并通过反馈自适应PI控制消除稳态误差。4.如权利要求3所述的无创呼吸机氧浓度控制方法，其特征在于，所述通过前馈查表控制调节阀门开度值的方法包括：通过查表获取前馈控制量K
f
f(t)，并根据前馈控制量K
f
f(t)调节阀门开度值；其中K
f
为定标缩减常数，f(t)为t时刻氧浓度对...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小锁，王春华，
申请(专利权)人：常州安康医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：