一种用于呼吸机的压力控制方法及控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114209938A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111393391.4(22)申请日2021.11.23(71)申请人北京谊安医疗系统股份有限公司地址100070北京市丰台区外环西路26号院9号楼(72)发明人高志威华威(74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司11472代理人陈琳琳李彪(51)Int.Cl.A61M16/00(2006.01)A61M16/20(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于呼吸机的压力控制方法及控制系统(57)摘要本发明属于医疗设备的压力控制技术领域，具体地说，涉及一种用于呼吸机的压力控制方法，该方法包括：在当前的呼吸机压力控制通气模式下，设定目标压力值；根据实时采集的实际压力值，结合设定的目标压力值，获取二者的偏差；根据二者的偏差，开启选择开关，选择Bang‑Bang控制器或PID控制器，输出对应的压力控制量；根据输出的对应的压力控制量，对呼吸机进行上升压力控制。CN114209938ACN114209938A权利要求书1/2页1.一种用于呼吸机的压力控制方法，该方法包括：在当前的呼吸机压力控制通气模式下，设定目标压力值；根据实时采集的实际压力值，结合设定的目标压力值，获取二者的偏差；根据二者的偏差，开启选择开关，选择Bang‑Bang控制器或PID控制器，输出对应的压力控制量；根据输出的对应的压力控制量，对呼吸机进行上升压力控制。2.根据权利要求1所述的用于呼吸机的压力控制方法，其特征在于，所述根据实时采集的实际压力值，结合设定的目标压力值，获取二者的偏差；其具体过程为：利用设置在呼吸机内的压力传感器实时采集实际压力值，记为P1；结合设定的目标压力值P2，获取二者的偏差e(k)：e(k)＝P2‑P1。3.根据权利要求2所述的用于呼吸机的压力控制方法，其特征在于，所述根据二者的偏差，开启选择开关，选择Bang‑Bang控制器或PID控制器，输出对应的压力控制量；其具体实现过程为：根据二者的偏差e(k)，以及采用下述的控制算法：其中，Kp，Ki，Kd分别为PID控制器的比例常数、积分常数和微分常数；β为预先设定的阈值；判断该偏差e(k)位于哪个压力控制区间；如果e(k)＞β，则选择Bang‑Bang控制器进行控制，输出对应的压力控制量u(k)＝umax；如果e(k)＜‑β，则选择Bang‑Bang控制器进行控制，输出对应的压力控制量u(k)＝umin；如果‑β＜e(k)＜β，则选择PID控制器进行控制，输出对应的压力控制量4.一种用于呼吸机的压力控制系统，其特征在于，该系统包括：目标压力设定模块，用于在当前的呼吸机压力控制通气模式下，设定目标压力值；偏差获取模块，用于根据实时采集的实际压力值，结合设定的目标压力值，获取二者的偏差；控制器选择模块，用于根据二者的偏差，开启选择开关，选择Bang‑Bang控制器或PID控制器，输出对应的压力控制量；和控制模块，用于根据输出的对应的压力控制量，对呼吸机进行上升压力控制。5.根据权利要求4所述的用于呼吸机的压力控制系统，其特征在于，所述偏差获取模块的具体实现过程为：利用设置在呼吸机内的压力传感器实时采集实际压力值，记为P1；结合设定的目标压力值P2，获取二者的偏差e(k)：e(k)＝P2‑P1。2CN114209938A权利要求书2/2页6.根据权利要求4所述的用于呼吸机的压力控制系统，其特征在于，所述控制器选择模块的具体实现过程为：根据二者的偏差e(k)，以及采用下述的控制算法：其中，Kp，Ki，Kd分别为PID控制器的比例常数、积分常数和微分常数；β为预先设定的阈值；判断该偏差e(k)位于哪个压力控制区间；如果e(k)＞β，则选择Bang‑Bang控制器进行控制，输出对应的压力控制量u(k)＝umax；如果e(k)＜‑β，则选择Bang‑Bang控制器进行控制，输出对应的压力控制量u(k)＝umin；如果‑β＜e(k)＜β，则选择PID控制器进行控制，输出对应的压力控制量3CN114209938A说明书1/4页一种用于呼吸机的压力控制方法及控制系统技术领域[0001]本发明属于医疗设备的压力控制技术领域，具体地说，涉及一种用于呼吸机的压力控制方法及控制系统。背景技术[0002]呼吸机的基本工作原理是通过建立气道和肺泡之间的压力差来实现机械通气，因此，压力的控制是呼吸机控制的基础。呼吸机压力的控制不仅关系到通气效果和舒适度，而且失控的压力甚至会大大降低用户体验感。现在对于呼吸机的压力控制通气采用的是普通PID控制方式(proportional‑integral‑derivativecontrol，简称比例积