CN103736185A - 一种家用呼吸机风机输出压力调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，包括以下步骤：步骤S01，平均采样算法获取初始化数据；步骤S02，设置最大限定压力值和最低压力值；步骤S03，对采样获取到的数据进行动态平均后作为基准值；步骤S04，呼吸机每次的采集数据与基准输出压力和基准流量值求差，得出基准值与反馈值构成的控制偏差；步骤S05，利用PID增量公式计算控制量差值和呼吸机风机输出压力调节量。与现有技术相比，本发明技术方案动态精确控制呼吸机风机的输出压力，使用者舒适度高。
Description
技术领域
本发明涉及医用器具领域的呼吸机技术，尤其涉及一种呼吸机风机输出压力调节方法。
背景技术
呼吸机的基本工作原理是利用气体的压力差进行工作，现有技术中，一般通过设定的压力差调整风机输出压力，例如，专利CN101244305A，通过控制装置对涡轮风机进行控制，使呼吸机在使用者处于不同的呼吸状态时，提供不同的输出压力，即通过监测使用者入睡过程中气道阻力情况，按需控制升高压力，结构简单，调节输出压力方式灵活，保证了使用者的使用效果。但是，上述发明呼吸机压力控制方法中，设定了步长增压，增加差值为非连续值，控制不准确，影响使用者舒适度。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供能够一种循环保持温度恒定、方便控制的呼吸机加湿器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，包括以下步骤：
步骤S01，初始化数据；所述初始化数据通过平均采样算法获取；
步骤S02，设置最大限定压力值和最低压力值；
步骤S03，采样输出压力和流量值，对采样获取到的数据进行动态平均后作为基准值，形成基准输出压力和基准流量值；
步骤S04，呼吸机每次的采集数据与基准输出压力和基准流量值求差，得出实际压力与基准压力的差值，即基准值与反馈值构成的控制偏差；
步骤S05，利用PID增量公式计算控制量差值和呼吸机风机输出压力调节量，所述PID增量公式为：
Δui=ui-ui-1=K[ei-ei-1+(T/Ti)ei+Td/T(ei-2ei-1+ei-2)] (1)
则ui=ui-1+Δui
式中：k为比例系数，Ti为积分时间，Td为微分时间，T为采样周期，ui为呼吸机风机输出压力调节量，Δui为压力调节控制增量，ei为基准值与反馈值构成的控制偏差；k比例系数通过多次测试后设置，其中k为比例系数，比例系数的确定方法为：首先去掉PID的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为纯比例调节。输入设定为***允许输出最大值的60％～70％，比例系数k由0开始逐渐增大，直至***出现振荡；再反过来，从此时的比例系数k逐渐减小，直至***振荡消失。记录此时的比例系数Kp，则k的取值为Kp。
步骤S06：根据所述步骤S05得到呼吸机风机输出压力调节量，控制呼吸机风机的输出压力，同时更新数据，为下一次呼吸机风机输出压力调节量的计算提供基准输出压力、基准流量值和控制偏差。
所述步骤S02中所述最大限定压力值和最低压力值在国定标准值范围内设置。
较优地，步骤S01中所述初始化的数据包括压力值、流量值、潮气量、肺活量和呼吸频率。
较优地，步骤6之后，还包括数据存储，存储实际的呼吸机风机输出压力调节量，动态调整k比例系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
首先，本发明呼吸机风机采用PID增量算法控制，动态控制每次呼吸机风机的输出压力调节量，并且为动态精确控制，呼吸机风机的输出压力控制精确，使用者舒适度高。
进一步地，本发明初始化的数据包括压力值、流量值、潮气量、肺活量和 呼吸频率，数据采集量充分，能够全面了解使用者的呼吸状况，合理的设定呼吸机的最大限定压力值和最低压力值。
进一步地，本发明步骤S03中对采样获取到的数据进行动态平均后作为基准值，使得基准输出压力和基准流量值尽可能的与使用者实际所需要输出压力和流量相一致，提高舒适度。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，包括以下步骤：
步骤S01，初始化数据；所述初始化数据通过平均采样算法获取；
步骤S02，设置最大限定压力值和最低压力值；
步骤S03，采样输出压力和流量值，对采样获取到的数据进行动态平均后作为基准值，形成基准输出压力和基准流量值；
步骤S04，呼吸机每次的采集数据与基准输出压力和基准流量值求差，得出实际压力与基准压力的差值，即基准值与反馈值构成的控制偏差；
步骤S05，利用PID增量公式计算控制量差值和呼吸机风机输出压力调节量，所述PID增量公式为：
Δui=ui-ui-1=K[ei-ei-1+(T/Ti)ei+Td/T(ei-2ei-1+ei-2)]
则ui=ui-1+Δui
式中：k为比例系数，Ti为积分时间，Td为微分时间，T为采样周期，ui为呼吸机风机输出压力调节量，ei为基准值与反馈值构成的控制偏差；其中k为比例系数，比例系数k的确定方法为：首先去掉PID的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为纯比例调节。输入设定为***允许输出最大值的60％～70％，比例系数k由0开始逐渐增大，直至***出现振荡；再反过来， 从此时的比例系数k逐渐减小，直至***振荡消失。记录此时的比例系数Kp，则确定k比例系数的范围。
步骤S06：根据所述步骤S05得到呼吸机风机输出压力调节量，控制呼吸机风机的输出压力，同时更新数据，为下一次呼吸机风机输出压力调节量的计算提供基准输出压力、基准流量值和控制偏差。
步骤S01中初始化的数据包括压力值、流量值、潮气量、肺活量和呼吸频率。
步骤S02中最大限定压力值和最低压力值在国定标准值范围内设置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01，初始化数据；所述初始化数据通过平均采样算法获取；
步骤S02，设置最大限定压力值和最低压力值；
步骤S03，采样输出压力和流量值，对采样获取到的数据进行动态平均后作为基准值，形成基准输出压力和基准流量值；
步骤S04，呼吸机每次的采集数据与基准输出压力和基准流量值求差，得出实际压力与基准压力的差值，即基准值与反馈值构成的控制偏差；
步骤S05，利用PID增量公式计算控制量差值和呼吸机风机输出压力调节量，所述PID增量公式为：
Δui=ui-ui-1=K[ei-ei-1+(T/Ti)ei+Td/T(ei-2ei-1+ei-2)] （1）
则ui=ui-1+Δui
式中：k为比例系数，Ti为积分时间，Td为微分时间，T为采样周期，ui为呼吸机风机输出压力调节量，ei为基准值与反馈值构成的控制偏差；
步骤S06，根据所述步骤S05得到呼吸机风机输出压力调节量，控制呼吸机风机的输出压力，同时更新数据，为下一次呼吸机风机输出压力调节量的计算提供基准输出压力、基准流量值和控制偏差。
2.根据权利要求1所述的一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，其特征在于：所述步骤S01中初始化的数据包括压力值、流量值、潮气量、肺活量和呼吸频率。
3.根据权利要求1所述的一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，其特征在于：所述步骤S02中最大限定压力值和最低压力值在国定标准值范围内设置。
4.根据权利要求1所述的一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，其特征在于：所述k比例系数通过经验和试验调整设置，k比例系数的确定方法包括以下步骤：
步骤A,首先去掉PID的积分项和微分项，令Ti=0、Td=0，使式（1）成为纯比例调节,输入设定为***允许输出最大压力值的60％～70％，比例系数k由0开始逐渐增大，直至***出现振荡；
步骤B,从步骤A出现震荡的比例系数k逐渐减小，直至***振荡消失，记录此时的比例系数Kp，则比例系数k为Kp。
5.根据权利要求1所述的一种家用呼吸机风机输出压力调节方法，其特征在于：所述步骤6之后，还包括数据存储，存储实际的呼吸机风机输出压力调节量，动态调整k比例系数。
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