[发明专利]一种基于自适应柔化因子策略的广义预测控制胰岛素输注量计算方法

权利要求书

1.一种基于自适应柔化因子策略的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法通过CARIMA模型、最小方差控制和自适应柔化因子调节胰岛素泵的输注速率；所述的自适应柔化因子α通过下式进行表达：

α＝u^Δy

所述的Δy表示变化量；所述的u表示偏离度。

2.根据权利要求1所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据当前的血糖值，通过CARIMA模型得到未来的血糖变化的预测值；

S2：根据S1的未来的血糖变化的预测值，通过最小方差控制模型计算胰岛素泵的控制输入增量；其中，最小方差控制使用柔化因子是自适应柔化因子，所述的自适应柔化因子会根据血糖值的变化而调节自身数值的大小；

S3：通过CARIMA模型和最小方差控制模型对胰岛素泵的控制输入增量进行优化。

3.根据权利要求2所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的S1包括以下内容：

通过CARIMA模型和丢番图方程，得到以下方程：

y(k+j)＝G_j(z^-1)Δu(k+j-1)+F_j(z^-1)y(k) (j＝1，2...n)

式中，所述的y(k)表示在k时刻的血糖值；所述的y(k+j)表示在k时刻超前j步的血糖值的预测值；Δu(k+j-1)表示胰岛素泵在k时刻的控制输入增量；所述的n表示最大预测长度；所述的G_j(z^-1)表示胰岛素泵在k时刻的控制输入增量的权重系数；所述的F_j(z^-1)表示血糖值的权重系数。

4.根据权利要求3所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的S2包括以下内容：

式中，所述的J表示胰岛素泵的输注速率；所述的n表示预测长度；所述的λ(j)表示控制加权因子；所述的m表示控制长度；所述的w(k+j)通过下式进行表达：

w(k+j)＝W＝Qy(k)+My_r(j＝1，2，...，n)

所述的外表示参考曲线；所述的W通过下式进行表达：

W＝[w(k+1)，w(k+2)，...，w(k+n)]^T

所述的Q通过下式进行表达：

Q＝[α，α²，...，αⁿ]^T

所述的α表示自适应柔化因子；

所述的M通过下式进行表达：

M＝[1-α，1-α²，...，1-αⁿ]^T。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的自适应柔化因子包括以下内容：

人为设定血糖期望值

根据当前的血糖值y(k)，计算当前的血糖值与血糖期望值的偏离度u；

计算当前的血糖值的变化量Δy

通过偏离度u和变化量Δy计算自适应柔化因子α。

6.根据权利要求5所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的偏离度u通过下式进行表达：

7.根据权利要求5所述的广义预测控制胰岛素输注量计算方法，其特征在于，所述的变化量Δy通过下式进行表达：

Δy＝y(k)-y(k-1)

所述的y(k-1)表示前一时刻的血糖值。