[发明专利]空氧混合器压力控制方法、装置、计算机设备和存储介质

权利要求书

1.一种空氧混合器压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取压力设定值与当前压力值；

根据所述当前压力值与所述压力设定值，计算当前压力误差；

根据所述当前压力误差以及预设混合器压力模型，得到自适应控制算法的前馈信号和反馈信号；

根据由所述前馈信号和所述反馈信号确定的自适应控制算法，基于李雅普诺夫稳定性理论，设计自适应控制律；

根据所述自适应控制律，调整维持空氧混合器系统压力所需的控制量；

所述根据由所述前馈信号和所述反馈信号确定的自适应控制算法，基于李雅普诺夫稳定性理论，设计自适应控制律包括：

分析所述当前压力误差的动态特性，结合所述预设混合器压力模型对所述当前压力误差进行求导，得出当前压力误差导数值；

根据所述当前压力误差、所述当前压力误差导数值以及所述自适应控制算法的设定参数，基于确定性等价原则，设计控制增量；

基于所述控制增量和所述当前压力误差导数值以及李雅普诺夫稳定性理论，设计所述自适应控制律。

2.根据权利要求1所述的空氧混合器压力控制方法，其特征在于，所述根据所述当前压力误差以及预设混合器压力模型，得到自适应控制算法的前馈信号和反馈信号之前，还包括：

获取呼吸系统模型；

将所述呼吸系统模型中呼吸肌作用力与气道压之和的变量替换为当前压力值变量、并将所述呼吸系统模型中呼吸末正压变量替换为压力设定值变量，生成预设混合器压力模型。

3.根据权利要求1所述的空氧混合器压力控制方法，其特征在于，所述根据所述当前压力误差以及预设混合器压力模型，得到自适应控制算法的前馈信号和反馈信号包括：

根据所述当前压力误差以及所述预设混合器压力模型，结合模型参考自适应控制理论，配置初始自适应控制算法中前馈信号和反馈信号。

4.根据权利要求1所述的空氧混合器压力控制方法，其特征在于，所述基于所述控制增量和所述当前压力误差导数值以及李雅普诺夫稳定性理论，设计所述自适应控制律包括：

获取所述空氧混合器系统的参数更新律；

基于李雅普诺夫稳定性理论，构建李雅普诺夫能量函数；

对所述李雅普诺夫能量函数进行求导，得到所述李雅普诺夫能量函数的导数；

根据所述当前压力误差、所述当前压力误差导数值、所述控制增量、所述空氧混合器系统的参数更新律和所述李雅普诺夫能量函数的导数，判断所述空氧混合器系统的稳定性；

当判断所述空氧混合器系统稳定时，确定在时域上的自适应控制律。

5.根据权利要求4所述的空氧混合器压力控制方法，其特征在于，所述获取所述空氧混合器系统的参数更新律之前，还包括：

根据所述当前压力误差导数值以及所述控制增量，基于李雅普诺夫稳定性理论，设计所述空氧混合器系统的参数更新律。

6.一种空氧混合器压力控制装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取压力设定值与当前压力值；

误差计算模块，用于根据所述当前压力值与所述压力设定值，计算当前压力误差；

前馈信号和反馈信号确定模块，用于根据所述当前压力误差以及预设混合器压力模型，得到自适应控制算法的前馈信号和反馈信号；

自适应控制律设计模块，用于分析所述当前压力误差的动态特性，结合所述预设混合器压力模型对所述当前压力误差进行求导，得出当前压力误差导数值，根据所述当前压力误差、所述当前压力误差导数值以及所述自适应控制算法的设定参数，基于确定性等价原则，设计控制增量，基于所述控制增量和所述当前压力误差导数值以及李雅普诺夫稳定性理论，设计所述自适应控制律；

控制模块，用于根据所述自适应控制律，控制维持空氧混合器系统压力所需的控制量。