【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于呼吸机的转速控制，具体涉及一种呼吸机转速控制及其增压系统。
技术介绍
1、呼吸机在吸气相时会产生正压，患者会将气体压入到肺内，当压力上升到一定水平时，呼吸机会停止供气，呼气阀也会相继打开，病人的胸廓和肺就会产生被动性的萎陷，产生呼气，呼吸机中，为了得到目标的转速，通过传感器测量的转速与需要的转速作差，其差值输入到pid控制器，pid控制风机，从而得到期望的转速值，然而市面上各种的呼吸机仍存在各种各样的问题。
2、如授权公告号为cn104750129a所公开的呼吸机的通气流量的控制系统和控制方法，其虽然实现了呼吸机的通气流量的控制系统和控制方法，可以对呼吸机的通气流量进行控制，并且可以节省能源，但是并未解决现有呼吸机转速控制中，会造成转速超调，转速超调会导致压力流量超调，从而会对使用者心肺造成负担，影响使用者健康的问题，以及不便于实现对根据呼吸压力进行自动的调节压力，为此我们提出一种呼吸机转速控制及其增压系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种呼吸机转速控制及其增压系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种呼吸机转速控制及其增压系统，包括控制模块，所述控制模块上电性连接有处理模块，所述处理模块上电性连接有目标转速，所述目标转速上电性连接有控制器，所述控制器上电性连接有负载风机，所述处理模块用于实现对传输的数据信息进行计算处理，并且实现对所述控制模块设定的阈值进行传输给所述目标转速，所
3、所述控制模块上电性连接有检测模块，所述检测模块上电性连接压力模块，所述压力模块通过检测所述负载风机的输出压力进行检测，所述压力模块上电性连接有线性模型，所述线性模型上电性连接增压模块，所述增压模块与所述目标转速电性连接，所述压力模块用于实现对所述负载风机进行进行压力和风速的检测，所述线性模型用于实现根据所述负载风机的压力进行线性调节增压模块的大小，便于所述增压模块对所述目标转速进行调节。
4、优选的，所述状态误差反馈控制根据转速误差和转速微分误差进行调控输出u0，所述转速误差是跟踪转速减去观测转速得到，所述转速微分误差是跟踪转速微分减去观测转速微分得到。
5、优选的，所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接供电模块，所述调压模块中包括有用于实现对所述供电模块进行降压处理的降压电路，包括有用于实现对交流电压进行转换成直流电压的整流电路，包括有用于实现对直流电压中的交流电压进行滤除的滤波电路，包括有用于实现对电压进行稳定的输出的稳压电路。
6、优选的，所述调压模块中还包括有反馈电路，所述反馈电路中包括有放大器、比较器和电压采集器，所述电压采集器与所述放大器电性连接，所述放大器与所述比较器电性连接，所述比较器与所述控制器和所述稳压电路电性连接，所述反馈电路通过所述电压采集器采集输出的电压数值，并且通过所述放大器进行处理后，通过所述比较器进行比较判定，实现对所述稳压电路进行反向控制调节，所述比较器与所述控制器电性连接，用于实现所述控制器设定电压阈值。
7、优选的，所述处理模块上电性连接有通讯模块，所述通讯模块上电性连接有终端模块，所述终端模块用于实现对系统的数据信息进行远程传输，便于护士站进行随时的观察。
8、优选的，所述处理模块中包括有用于实现对数据信息进行进行接收的获取单元，包括有用于实现对数据信息进行模数转换的转换单元，包括有用于实现对数据信息进行放大处理的增益单元，包括有用于实现对数据信息进行滤除杂波噪声的滤波单元。
9、优选的，所述滤波单元包括有iir滤波器和fir滤波器，所述iir滤波器采用的是二阶iir低通滤波，所述二阶iir低通滤波的计算公式如下：
10、
11、y(n)为输出数据，xn为输入数据，a和b为滤波器的系数，n为滤波次数，k＝0为该次处理的数据信息，k＝1为下次处理的数据信息，n-k为数据信息的位置；
12、所述fir滤波器采用的是有限长单位冲激响应滤波器，一个m阶fir滤波器的定义如下：
13、长度为m的fir输出对应于输入时间序列z(n)的关系由一种有限卷积和的形式给出：
14、
15、上式表达的是一个m-1阶的fir滤波器，它有m个抽头，因此有m个乘法器，m-1个累加器组成，每一个抽头需要消耗逻辑资源的乘法器累加器单元；
16、其中z(n)为输入信号，h(j)为fir滤波系数，v(n)为经过滤波后的信号。
17、优选的，所述控制模块上电性连接有辅助模块，所述辅助模块中包括有用于实现对数据信息进行显示的显示器，包括用于实现对系统进行控制调节的控制按键，包括有用于实现对系统进行异常警示的声光报警器。
18、优选的，所述辅助模块中还包括有存储模块，所述存储模块中包括有用于实现对系统程序体进行存储的rom存储器，包括有用于实现对数据信息进行存储的ram存储器，包括有用于实现对数据信息进行缓存的缓冲存储器包括有用于实现对数据信息进行存储的存储器。
19、优选的，所述线性模型采用的是一元线性回归
20、其模型的统计表达式为式：
21、yi＝β0+β1xi+εi
22、式中：yi表示因变量，是一个连续正态随机变量，即输出后的增压量；xi表示已知的自变量，是连续、离散或者两者的组合，既是检测到的压力，β0和β1表示未知的模型参数；εi表示随机误差项，也是一个随机变量。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术引入了扩张观测器的使用、误差反馈控制和跟踪微分器，有效的实现在给定转速与输出转速之间进行调节，进而有效降低了超调，实现转速快速、稳定地响应，并且通过检测模块和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种呼吸机转速控制及其增压系统，包括控制模块，其特征在于：所述控制模块上电性连接有处理模块，所述处理模块上电性连接有目标转速，所述目标转速上电性连接有控制器，所述控制器上电性连接有负载风机，所述处理模块用于实现对传输的数据信息进行计算处理，并且实现对所述控制模块设定的阈值进行传输给所述目标转速，所述目标转速用于实现设定阈值，便于实现对所述负载风机进行控制调节，所述控制器中包括有跟踪微分器、误差反馈控制、扩张状态观测器和被控对象，所述跟踪微分器与所述误差反馈控制电性连接，所述误差反馈控制与所述被控对象电性连接，所述扩张状态观测器与所述被控对象电性连接，所述跟踪微分器与所述目标转速电性连接，所述目标转速为所述跟踪微分器输入目标转速P，所述被控对象为所述负载风机，所述负载风机输出实际转速y，所述扩张状态观测器输出观测系统扰动值Z3，所述目标转速P和所述实际转速y构成了ADRC算法的输入，ADRC算法的输出为U，其中，所述扩张状态观测器根据实际转速输出观测转速Z1、观测转速微分Z2和扰动值，所述扰动值作为观测系统扰动值Z3，所述目标转速P经所述跟踪微分器得到跟踪转速X1和跟踪转速微分
2.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述状态误差反馈控制根据转速误差和转速微分误差进行调控输出U0，所述转速误差是跟踪转速减去观测转速得到，所述转速微分误差是跟踪转速微分减去观测转速微分得到。
3.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接供电模块，所述调压模块中包括有用于实现对所述供电模块进行降压处理的降压电路，包括有用于实现对交流电压进行转换成直流电压的整流电路，包括有用于实现对直流电压中的交流电压进行滤除的滤波电路，包括有用于实现对电压进行稳定的输出的稳压电路。
4.根据权利要求3所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述调压模块中还包括有反馈电路，所述反馈电路中包括有放大器、比较器和电压采集器，所述电压采集器与所述放大器电性连接，所述放大器与所述比较器电性连接，所述比较器与所述控制器和所述稳压电路电性连接，所述反馈电路通过所述电压采集器采集输出的电压数值，并且通过所述放大器进行处理后，通过所述比较器进行比较判定，实现对所述稳压电路进行反向控制调节，所述比较器与所述控制器电性连接，用于实现所述控制器设定电压阈值。
5.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述处理模块上电性连接有通讯模块，所述通讯模块上电性连接有终端模块，所述终端模块用于实现对系统的数据信息进行远程传输，便于护士站进行随时的观察。
6.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述处理模块中包括有用于实现对数据信息进行进行接收的获取单元，包括有用于实现对数据信息进行模数转换的转换单元，包括有用于实现对数据信息进行放大处理的增益单元，包括有用于实现对数据信息进行滤除杂波噪声的滤波单元。
7.根据权利要求6所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述滤波单元包括有IIR滤波器和FIR滤波器，所述IIR滤波器采用的是二阶IIR低通滤波，所述二阶IIR低通滤波的计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有辅助模块，所述辅助模块中包括有用于实现对数据信息进行显示的显示器，包括用于实现对系统进行控制调节的控制按键，包括有用于实现对系统进行异常警示的声光报警器。
9.根据权利要求8所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述辅助模块中还包括有存储模块，所述存储模块中包括有用于实现对系统程序体进行存储的ROM存储器，包括有用于实现对数据信息进行存储的RAM存储器，包括有用于实现对数据信息进行缓存的缓冲存储器包括有用于实现对数据信息进行存储的存储器。
10.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述线性模型采用的是一元线性回归
...【技术特征摘要】
1.一种呼吸机转速控制及其增压系统，包括控制模块，其特征在于：所述控制模块上电性连接有处理模块，所述处理模块上电性连接有目标转速，所述目标转速上电性连接有控制器，所述控制器上电性连接有负载风机，所述处理模块用于实现对传输的数据信息进行计算处理，并且实现对所述控制模块设定的阈值进行传输给所述目标转速，所述目标转速用于实现设定阈值，便于实现对所述负载风机进行控制调节，所述控制器中包括有跟踪微分器、误差反馈控制、扩张状态观测器和被控对象，所述跟踪微分器与所述误差反馈控制电性连接，所述误差反馈控制与所述被控对象电性连接，所述扩张状态观测器与所述被控对象电性连接，所述跟踪微分器与所述目标转速电性连接，所述目标转速为所述跟踪微分器输入目标转速p，所述被控对象为所述负载风机，所述负载风机输出实际转速y，所述扩张状态观测器输出观测系统扰动值z3，所述目标转速p和所述实际转速y构成了adrc算法的输入，adrc算法的输出为u，其中，所述扩张状态观测器根据实际转速输出观测转速z1、观测转速微分z2和扰动值，所述扰动值作为观测系统扰动值z3，所述目标转速p经所述跟踪微分器得到跟踪转速x1和跟踪转速微分x2，所述误差反馈控制根据转速误差、转速微分误差输出u0，u0减去所述观测系统扰动值z3除以b后的值，得到输出值u，u控制电机占空比从而输出转速，使输出转速y发生调整，得到新的y，根据新的y产生新的z1、z2、z3，从而产生新的u，如此循环，使转速误差、转速微分误差趋于0，从而使实际转速趋于目标转速；
2.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述状态误差反馈控制根据转速误差和转速微分误差进行调控输出u0，所述转速误差是跟踪转速减去观测转速得到，所述转速微分误差是跟踪转速微分减去观测转速微分得到。
3.根据权利要求1所述的一种呼吸机转速控制及其增压系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有调压模块，所述调压模块上电性连接供电模块，所述调压模块中包括有用于实现对所述供电模块进行降压处理的降压电路，包括有用于实现对交流电压进行转换成直流电压的整流电路，包括有用于实现对直流电压中的交流电压进行滤除的滤波电路，包括有用于实现对电压进行稳定的输出的稳压电路...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成，徐欢，张弘弢，王帅，韩理，楼田甜，唐雪峰，牛建勋，
申请(专利权)人：南京舒普思达医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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