一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：步驟S01，平均采樣算法獲取初始化數(shù)據(jù)；步驟S02，設(shè)置最大限定壓力值和最低壓力值；步驟S03，對(duì)采樣獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平均后作為基準(zhǔn)值；步驟S04，呼吸機(jī)每次的采集數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值求差，得出基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差；步驟S05，利用PID增量公式計(jì)算控制量差值和呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案動(dòng)態(tài)精確控制呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力，使用者舒適度高。
【專利說(shuō)明】—種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用器具領(lǐng)域的呼吸機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸機(jī)的基本工作原理是利用氣體的壓力差進(jìn)行工作，現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過(guò)設(shè)定的壓力差調(diào)整風(fēng)機(jī)輸出壓力，例如，專利CN101244305A，通過(guò)控制裝置對(duì)渦輪風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，使呼吸機(jī)在使用者處于不同的呼吸狀態(tài)時(shí)，提供不同的輸出壓力，即通過(guò)監(jiān)測(cè)使用者入睡過(guò)程中氣道阻力情況，按需控制升高壓力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)輸出壓力方式靈活，保證了使用者的使用效果。但是，上述發(fā)明呼吸機(jī)壓力控制方法中，設(shè)定了步長(zhǎng)增壓，增加差值為非連續(xù)值，控制不準(zhǔn)確，影響使用者舒適度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供能夠一種循環(huán)保持溫度恒定、方便控制的呼吸機(jī)加濕器。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種家用呼吸 機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0006]步驟S01，初始化數(shù)據(jù)；所述初始化數(shù)據(jù)通過(guò)平均采樣算法獲??；
[0007]步驟S02，設(shè)置最大限定壓力值和最低壓力值；
[0008]步驟S03，采樣輸出壓力和流量值，對(duì)采樣獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平均后作為基準(zhǔn)值，形成基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值；
[0009]步驟S04，呼吸機(jī)每次的采集數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值求差，得出實(shí)際壓力與基準(zhǔn)壓力的差值，即基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差；
[0010]步驟S05，利用PID增量公式計(jì)算控制量差值和呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，所述PID增量公式為:
[0011]Δ Ui=U1-UH=K [e1-eH+Cr/TDei+We^eH+eH)]⑴
[0012]則 Ui=Up1+ Δ Ui
[0013]式中:k為比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)間，Td為微分時(shí)間，T為采樣周期，Ui為呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，為壓力調(diào)節(jié)控制增量，e,為基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差；k比例系數(shù)通過(guò)多次測(cè)試后設(shè)置，其中k為比例系數(shù)，比例系數(shù)的確定方法為:首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60%~70%，比例系數(shù)k由O開(kāi)始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái),從此時(shí)的比例系數(shù)k逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，則k的取值為Kp。
[0014]步驟S06:根據(jù)所述步驟S05得到呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，控制呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力，同時(shí)更新數(shù)據(jù)，為下一次呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量的計(jì)算提供基準(zhǔn)輸出壓力、基準(zhǔn)流量值和控制偏差。[0015]所述步驟S02中所述最大限定壓力值和最低壓力值在國(guó)定標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)設(shè)置。
[0016]較優(yōu)地，步驟SOl中所述初始化的數(shù)據(jù)包括壓力值、流量值、潮氣量、肺活量和呼吸頻率。
[0017]較優(yōu)地，步驟6之后，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)實(shí)際的呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，動(dòng)態(tài)調(diào)整k比例系數(shù)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果有:
[0019]首先，本發(fā)明呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)采用PID增量算法控制，動(dòng)態(tài)控制每次呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力調(diào)節(jié)量，并且為動(dòng)態(tài)精確控制，呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力控制精確，使用者舒適度高。
[0020]進(jìn)一步地，本發(fā)明初始化的數(shù)據(jù)包括壓力值、流量值、潮氣量、肺活量和呼吸頻率，數(shù)據(jù)采集量充分，能夠全面了解使用者的呼吸狀況，合理的設(shè)定呼吸機(jī)的最大限定壓力值和最低壓力值。
[0021]進(jìn)一步地，本發(fā)明步驟S03中對(duì)采樣獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平均后作為基準(zhǔn)值，使得基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值盡可能的與使用者實(shí)際所需要輸出壓力和流量相一致，提高舒適度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附 圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]如圖1所示，一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0025]步驟S01，初始化數(shù)據(jù)；所述初始化數(shù)據(jù)通過(guò)平均采樣算法獲取；
[0026]步驟S02，設(shè)置最大限定壓力值和最低壓力值；
[0027]步驟S03，采樣輸出壓力和流量值，對(duì)采樣獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平均后作為基準(zhǔn)值，形成基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值；
[0028]步驟S04，呼吸機(jī)每次的采集數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值求差，得出實(shí)際壓力與基準(zhǔn)壓力的差值，即基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差；
[0029]步驟S05，利用PID增量公式計(jì)算控制量差值和呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，所述PID增量公式為:
[0030]Δ Ui=U1-UH=K(Τ/?\) θ^Τ/Τ]
[0031 ]則 Ui=UH+ A ui
[0032]式中:k為比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)間，Td為微分時(shí)間，T為采樣周期，Ui為呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，e,為基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差；其中k為比例系數(shù)，比例系數(shù)k的確定方法為:首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60%~70%，比例系數(shù)k由O開(kāi)始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái)，從此時(shí)的比例系數(shù)k逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，則確定k比例系數(shù)的范圍。
[0033]步驟S06:根據(jù)所述步驟S05得到呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，控制呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力，同時(shí)更新數(shù)據(jù)，為下一次呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量的計(jì)算提供基準(zhǔn)輸出壓力、基準(zhǔn)流量值和控制偏差。
[0034]步驟SOl中初始化的數(shù)據(jù)包括壓力值、流量值、潮氣量、肺活量和呼吸頻率。
[0035]步驟S02中最大限定壓力值和最低壓力值在國(guó)定標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)設(shè)置。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1.一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S01，初始化數(shù)據(jù)；所述初始化數(shù)據(jù)通過(guò)平均采樣算法獲??； 步驟S02，設(shè)置最大限定壓力值和最低壓力值； 步驟S03，采樣輸出壓力和流量值，對(duì)采樣獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平均后作為基準(zhǔn)值，形成基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值； 步驟S04，呼吸機(jī)每次的采集數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輸出壓力和基準(zhǔn)流量值求差，得出實(shí)際壓力與基準(zhǔn)壓力的差值，即基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差； 步驟S05，利用PID增量公式計(jì)算控制量差值和呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，所述PID增量公式為: Δ Ui=U1-UH=K(TAi) ei+Td/T (ei^e^+e^) ] (I)
則 Ui=IV1+ Δ Ui 式中:k為比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)間，Td為微分時(shí)間，T為采樣周期，Ui為呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，e,為基準(zhǔn)值與反饋值構(gòu)成的控制偏差； 步驟S06，根據(jù)所述步驟S05得到呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，控制呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)的輸出壓力，同時(shí)更新數(shù)據(jù)，為下一次呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量的計(jì)算提供基準(zhǔn)輸出壓力、基準(zhǔn)流量值和控制偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述步驟SOl中初始化的數(shù)據(jù)包括壓力值、流量值、潮氣量、肺活量和呼吸頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述步驟S02中最大限定壓力值和最低壓力值在國(guó)定標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述k比例系數(shù)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)調(diào)整設(shè)置，k比例系數(shù)的確定方法包括以下步驟: 步驟A，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，令Ti=CKTd=O,使式(I)成為純比例調(diào)節(jié)，輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大壓力值的60%~70%，比例系數(shù)k由O開(kāi)始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩； 步驟B，從步驟A出現(xiàn)震蕩的比例系數(shù)k逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp,則比例系數(shù)k為Kp。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述步驟6之后，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)實(shí)際的呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)輸出壓力調(diào)節(jié)量，動(dòng)態(tài)調(diào)整k比例系數(shù)。
【文檔編號(hào)】A61M16/00GK103736185SQ201310684118
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
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