[发明专利]制氧机在线状态监测中的混沌控制方法

说明书

本发明公开了制氧机在线状态监测中的混沌控制方法，包括有如下的控制步骤：步骤一：在制氧机的内部设定多个混沌内嵌的周期轨道，从混沌内嵌的众多周期轨道中指定一条周期轨道作为控制的目标轨道；步骤二：等待系统状态游荡到目标轨道附近，根据局部流形的特征，给系统参数施加扰动，使系统状态在下一次迭代时落在局部稳定的流形上。本发明中无需知道系统全局动力学模型，在特征值及特征矢量测量不精确的情况下就可以实现混沌控制，而且达到控制后，嵌套在混沌吸引子中的不稳定周期轨道只有微小的变化，消除制氧机中存在的分岔行为和混沌现象，并通过适当的方法使制氧机中的“李雅普诺夫”指数减小，控制制氧机到平衡点。

技术领域

本发明涉及制氧机的混沌控制领域，具体涉及制氧机在线状态监测中的混沌控制方法。

背景技术

制氧机是制取氧气的一类机器，它的原理是利用空气分离技术，首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液分离，然后进行精馏将其分离成氧和氮，在氧疗和氧康复中，吸氧过少达不到疗养效果，吸氧过度则造成危害，因此控制氧流量至关重要，现在的氧疗氧保健设备大致分为氧浓度30％—60％的保健用氧气机、90％以上的分子筛医用制氧机以及氧气浓度更高的氧气钢瓶和便携式氧气瓶一类，这些设备基本是靠氧气面罩或鼻氧管吸氧，属于开放式吸氧，即当人吸入一口气时，氧气量供应不上，旁边还会吸入一些空气(21％氧浓度)，而实际到达肺部的氧气浓度是混合空气后的氧气浓度，即为吸入氧浓度。

而混沌现象是在非线性动力系统中表现的确定性、类随机的过程，这种过程既非周期又不收敛，并且对于初始值具有敏感的依赖性，混沌理论是关于非线性系统在一定参数条件下展现分岔、周期运动与非周期运动相互纠缠，以至于通向某种非周期有序运动的理论，在制氧机输出氧气的过程中，制氧机的内部出现混沌现象，混沌现象的出现导致制氧机内部系统中出现分岔、周期运动与非周期运动相互纠缠的乱流，影响到制氧机输出氧气的平顺性，于是现有制氧机只能采用当人吸入一口气时，氧气量供应不上，旁边还会吸入一些空气的方式去解决供氧不足的问题，为此，将混沌系统的控制理论结合到制氧机中，提出制氧机在线状态监测中的混沌控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供制氧机在线状态监测中的混沌控制方法，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：制氧机在线状态监测中的混沌控制方法，包括有如下的控制步骤：

步骤一：在制氧机的内部设定多个混沌内嵌的周期轨道，从混沌内嵌的众多周期轨道中指定一条周期轨道作为控制的目标轨道；

步骤二：等待系统状态游荡到目标轨道附近，根据局部流形的特征，给系统参数施加扰动，使系统状态在下一次迭代时落在局部稳定的流形上；

步骤三：在下一次迭代中，系统状态落在局部稳定流形上时，撤掉系统参数的扰动，系统运动将会收敛于该周期轨道；

步骤四：参考制氧机中的目标轨道为不稳定的周期轨道，在计算机不能准确地表示无理数的情况下，一段时间后制氧机中的系统状态又会趋于混沌，通过实时监控，反复施加扰动，使制氧机内部中的乱流被施加的扰动扶正。

作为本发明一种优选的方案，还包括有如下的流程：

设一个二维离散混沌系统，且系统为：

x_n+1＝f(x_n，p)

其中，其中x_n∈Rⁿ，f(x_n，p)是充分光滑的向量函数， p∈R是系统的可调控制参数，假设p＝p₀时，制氧机系统处于混沌状态，并且目标轨道是一个不动点，即：

x_F＝f(x_F，p₀)