呼吸机比例阀的控制与仿真

来源：计算机测量与控制杂志2021年第8期北京时间：

作者：陈继伟,郭会明,刁俊,魏瑞丽

单位：中国航天科工集团第二研究院；北京航天长峰股份有限公司

摘要：比例阀是呼吸机吸气模块中负责流量控制的重要组件，为了研究比例阀的特性和提高呼吸机吸气模块的流量跟踪效果，推导了比例阀阀芯位移与流量之间的关系，构建了比例阀的被控对象模型并采用S-函数在Simulink中实现了该模型。对模型进行简单的输入控制可以获得比例阀的瞬态特征和稳态特征，对模型输入采用PID控制和模糊PID控制方法均能够提高比例阀的响应速度。在两种控制方法中采用一致参数，分别在Simulink仿真和实验条件下对比两种方法的流量跟踪效果，可以验证相较于固定参数的PID控制方法，模糊PID控制方法更能有效降低流量的超调量从而保持气路中流量的稳定。

关键词：呼吸机;比例阀;模糊PID控制;Simulink

基金资助：国家重点研发计划《冬奥会应急医学保障技术与装备研究》项目