一輸入電壓V，所述輸入電壓V對(duì)應(yīng)一輸入壓力P;所述壓力 傳感器采集所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力Pc后，輸出電壓Vi并反饋至所述運(yùn)算系統(tǒng)；所述運(yùn)算 系統(tǒng)接收所述壓力傳感器的輸出電壓V1，通過(guò)所述運(yùn)算系統(tǒng)運(yùn)算處理后輸出電機(jī)控制電壓 Vout;所述控制系統(tǒng)輸入端接收所述電機(jī)控制電壓Vout，經(jīng)所述控制系統(tǒng)檢測(cè)處理后，所 述控制系統(tǒng)輸出端輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)至所述渦輪風(fēng)機(jī)，通過(guò)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)控 制所述渦輪風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力匕。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)算系統(tǒng)包括接收單元、 還原單元和運(yùn)算單元，所述接收單元接收所述壓力傳感器的輸出電壓V1，所述接收單元對(duì) 輸出電壓V1進(jìn)行處理后輸出電壓V/至所述還原單元；所述還原單元將輸出電壓V/隨 所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力Pc的變化率還原成與電機(jī)控制電壓Vout隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出 壓力Pc的變化率相一致的信號(hào)，所述還原單元還原后得到輸出電壓V4，并將輸出電壓乂4輸 送至所述運(yùn)算單元；所述運(yùn)算單元接收輸入電壓V，并對(duì)輸入電壓V進(jìn)行放大處理后，得到 輸出電壓V5,所述運(yùn)算單兀對(duì)輸出電壓V5和輸出電壓V4以及偏移電壓Vm_min作加減法運(yùn) 算處理后，輸出電機(jī)控制電壓Vout。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述還原單元包括還原單元 一、還原單元二和還原單元三，所述還原單元一修正輸出電壓V/，并輸出電壓V2至所述還 原單元二，所述還原單元二對(duì)輸出電壓V2作縮放處理后輸出電壓V3至所述還原單元三，所 述還原單元三將所述輸出電壓V3隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率還原成與所述電 機(jī)控制電壓Vout隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率相一致的信號(hào)，還原后輸出電壓 V4O4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)算單元包括運(yùn)算單元 一和運(yùn)算單元二，所述運(yùn)算單元一對(duì)輸入電壓V進(jìn)行放大處理后輸出電壓V5，所述運(yùn)算單元 二對(duì)輸出電壓V5和輸出電壓V4以及偏移電壓Vm_min作加減法運(yùn)算處理后，輸出所述電機(jī) 控制電壓Vout。5. -種如權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括 如下步驟： (1) 運(yùn)算系統(tǒng)輸入端接收一輸入電壓V，所述輸入電壓V對(duì)應(yīng)一輸入壓力P; (2) 壓力傳感器采集渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。，且所述壓力傳感器對(duì)應(yīng)輸出電壓V1并反 饋至所述運(yùn)算系統(tǒng)； (3) 運(yùn)算系統(tǒng)的接收單元接收所述壓力傳感器的輸出電壓V1，所述接收單元對(duì)所述輸 出電壓V1進(jìn)行處理后輸出電壓V/至所述運(yùn)算系統(tǒng)的還原單元； (4) 所述還原單元將輸出電壓V/隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率還原成與 電機(jī)控制電壓Vout隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率相一致的信號(hào)，經(jīng)所述還原單 元還原后得到輸出電壓V4，并將所述輸出電壓V4輸送至所述運(yùn)算系統(tǒng)的運(yùn)算單元； (5) 所述運(yùn)算單元接收所述輸入電壓V，且所述運(yùn)算單元對(duì)所述輸入電壓V進(jìn)入放大處 理后，得到輸出電壓V5，所述運(yùn)算單元再對(duì)所述輸出電壓V5和所述輸出電壓V4以及偏移電 壓Vmjnin作加減法運(yùn)算處理后，輸出電機(jī)控制電壓Vout; (6) 所述控制系統(tǒng)輸入端接收所述電機(jī)控制電壓Vout，經(jīng)所述控制系統(tǒng)檢測(cè)處理后， 所述控制系統(tǒng)輸出端輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)至所述渦輪風(fēng)機(jī)； (7) 所述渦輪風(fēng)機(jī)根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，控制所述渦輪風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制所述 渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述渦輪風(fēng)機(jī) 的輸出壓力Pd不等于輸入壓力P時(shí)，所述運(yùn)算系統(tǒng)根據(jù)所述壓力傳感器反饋的輸出電壓V1, 調(diào)節(jié)輸出的電機(jī)控制電壓Vout的電壓值，來(lái)調(diào)節(jié)所述控制系統(tǒng)輸出的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)， 以改變所述渦輪風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖兯鰷u輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力匕，直到輸出壓力Pc等于輸 入壓力P; 當(dāng)所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力Pc等于輸入壓力P時(shí)，所述運(yùn)算系統(tǒng)輸出的電機(jī)控制電壓Vout的電壓值為固定值，所述渦輪風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟（3)中，所 述接收單元對(duì)輸出電壓V1進(jìn)行處理的具體操作為： 壓力傳感器的輸出電壓V1與輸出壓力P。之間構(gòu)成的曲線為壓力傳感器輸出曲線，假設(shè) 其表達(dá)式為=V1=Vi(P。)，且0彡P(guān)Q<P_，Vsjnin彡V1SVs_max，其中斜率為K1;所述接 收單元主要對(duì)壓力傳感器輸出曲線V1=Vi(P。）進(jìn)行濾波和限幅處理，濾除壓力傳感器輸出 曲線V1=VJP。）中的干擾分量，濾除干擾分量后所述接收單元輸出電壓V/。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟（4)中，所 述還原單元還原后得到的輸出電壓V4隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率與電機(jī)控制 電壓Vout隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力P。的變化率相一致。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟（4)中，所 述還原單元包括還原單元一、還原單元二和還原單元三，所述還原單元將輸出電壓V/隨 所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力Pc的變化率還原成與電機(jī)控制電壓Vout隨所述渦輪風(fēng)機(jī)的輸出 壓力Pc的變化率相一致的信號(hào)，還原步驟具體為： 還原單元接收的輸出電壓V1'與輸出壓力P。之間構(gòu)成的曲線為輸出電壓V/控制曲 線，假設(shè)其表達(dá)式為：V/ =V/ (P。），且〇彡P(guān)。彡？1_，￥8_1^11彡￥1'彡￥8_11^，其中斜 率為K1;運(yùn)算單元輸出的電機(jī)控制電壓Vout與輸出壓力P。之間構(gòu)成的曲線為電機(jī)控制曲 線，假設(shè)其表達(dá)式為Vout=Vout(P。），且 0 <PQ<P_，Vm_min<Vout<Vm_max，其中斜 率為Kout; (1) 還原單元一：修正輸出電壓V/控制曲線，修正量AE為輸出壓力為零時(shí)對(duì)應(yīng)的輸 出電壓，得到輸出電壓^控制曲線，則V2=Vi' (P。) _AE，令V2=V2 (P。)，且0 <PQ<P_， 0 <V2SVs_max_Vs_min，其中斜率為KpAE=Vs_min; (2) 還原單元二：對(duì)輸出電壓^控制曲線，作進(jìn)一步地縮放處理，得到輸出電SV3控制 曲線，其中縮放系數(shù)為Vd_max/ (Vs_max_Vs_min)，則V3=V2*Vd_max/ (Vs_max_Vs_min)，令 V3=V3(P0)，且 0 <P〇<Pmax，0 <V3SVd_max，其中斜率為KdVdjnax/^Vsjnax-Vsjnin)， 所述還原單元二得到輸出電壓^后，通過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)化后再輸送至所述還原單元三，其中 Vdjnax即為A/D模塊的參考電壓； (3)還原單元三：將輸出電壓乂3控制曲線的變化率還原成與電機(jī)控制曲線的變化率 相一致，得到輸出電壓V4?制曲線，則V4=V3*K〇ut/K3，令V4=V4(P。），且O彡P(guān)。彡P(guān)_， O彡V4SVm_max，其中斜率為K4，輸出電壓V4控制曲線經(jīng)變化率還原后，得到K4=Kout，因 此在變化率還原的過(guò)程中，還原變換的系數(shù)為10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟（5)中， 所述運(yùn)算單元包括運(yùn)算單元一和運(yùn)算單元二，所述運(yùn)算單元對(duì)所述輸入電壓V進(jìn)行放大處 理，得到輸出電壓V5，再對(duì)所述輸出電壓V5和輸出電壓V4以及偏移電壓Vm_min作加減法運(yùn) 算處理后，輸出所述電機(jī)控制電壓Vout，具體操作為： 所述輸入電壓V與所述輸入壓力P之間構(gòu)成的曲線為輸入電壓V控制曲線，假設(shè)其表 達(dá)式為：V=V(P)，且0彡P(guān)彡P(guān)_，0彡V彡Va_max，其中斜率為K;所述運(yùn)算單元輸出的 電機(jī)控制電壓Vout與所述輸出壓力P。之間構(gòu)成的曲線為電機(jī)控制曲線，假設(shè)其表達(dá)式為 Vout=Vout(P。），且 0 <P〇<Pmax，Vm_min<Vout<Vm_max，其中斜率為Kout; (1) 運(yùn)算單元一：對(duì)輸入電壓V控制曲線進(jìn)行放大處理，其中倍乘系數(shù)為Q(K)，〇彡P(guān)彡P(guān)_，?彡V5彡Va_max*Q(K); (2) 運(yùn)算單元二：作加減法運(yùn)算處理： Vout=V5 (P) -V4 (P0) +Vm_min〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種呼吸機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的控制方法及系統(tǒng)，該方法步驟如下：運(yùn)算系統(tǒng)接收一輸入電壓，壓力傳感器采集渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力，并將數(shù)據(jù)反饋至運(yùn)算系統(tǒng)，運(yùn)算系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算處理后輸出電機(jī)控制電壓至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)控制電壓控制渦輪風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力。本發(fā)明采用渦輪風(fēng)機(jī)輸出的空氣壓力為反饋的閉環(huán)控制，不產(chǎn)生類似PID控制的積分累積，電機(jī)響應(yīng)迅速，極大地提高了呼吸機(jī)的響應(yīng)時(shí)間和舒適性。
【IPC分類】A61M16/00
【公開號(hào)】CN105031788
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510442365
【發(fā)明人】戴征, 劉煒, 徐勤鵬
【申請(qǐng)人】湖南明康中錦醫(yī)療科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日