心脏模拟器的驱动控制与流量检测系统设计

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1、ｍ硕±学位论文Ｉ也藤拟器的驱动控制与臟检测系统设计ＤｒｉｖｉｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｓｔｅｍＤｅｓｉｎｏｆａｇｙｇＨｅａｒｔＳｉｍｕｌａｔｏｒＩ研究生：韩建平擒导娜：赵德平觀学齡业：鋼織与接制工程Ｉ少．破建渣等Ｉ１０１５３：分类号：学校代码ＵＤＣ；密级；公开硕壬学位论文也脏模拟器的驳动按制与流量检測系统设计：２０１２年９月作者姓名：韩建平入学年份：指导教师：赵德平教授学科专业控制理论与控制工程申请学位

2、：工学硕±所在单位：信息与控制工程学院论文提交日期：２０１４年１１月论文答辩日期：２０１４年１２月：学位授予日期：２０巧年１月答辩委员会主席魏颖答辩委员会组成：魏颖李孟歇刘剑张凤片锦呑：杨青钟耀论文评阅人声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取＾１得的研究成果除加乂标注和致谢的地方外，不包含其他人臣经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位巧使巧过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签

3、名：曰．必％．！中＇学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解洗阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：印学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可Ｌ义将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网、浏览络提供检索。（如作者和导师罔意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年口一年□一年半□两年□作者签名：曰期：曰期：？＾．呼／言

4、、硕±研究生学位论文摘要１摘要当今社会，受人们生活节奏的加快及饮食不规律等因素影响，也血管疾病己成为人类健康的头号杀手，，如脏诊疗及也血管系统成为各国的研究热点。人体也脏结构原理复杂不可能直接在体操作或取样研究，动物实验面临配置复杂，伦理道德及耗资巨大等问题，一、因此迫切需要建立套动态的屯脏模拟器系统，为也血管系统的血流动力学特性人工也脏及也脏导管介入等研究提供真实的实验测试平台。一本文基于人体瓜脏的生理结构及聚血特性，建立了套也脏模拟器的驱动控制及流量检测系统。主要研究内容和成果如下：

5、（１）设计了气路驱动控制系统。通过分析也脏模型的气压驱动工作原理，设计了电一曲柄一活塞巧一气缸的驱动装置机，并弹性腔理论为基础，对也脏内的血液流动情况进行数学研究，将左也室视为弹性腔，确定了驱动装置的设计参数及输出函数。对驱动装置的动力源电机进行控制，采用模捣电压控制电机转速，将ＦＰＧＡ作为下位机主控器，经Ｄ／Ａ转换来调控也脏模拟器的跳动频率。（２）针对高速或突然改变电机转速时，电机的稳定性、快速响应特性受影响的情况，－设计了电机调速的巧环ＰＩＤ控制，采用工程整定法中最常用的ＺｉｅｇｌｅｒＮｉｃｈｏｌｓ

6、整定法确定、、了Ｐ瓜控制器的比例积分微分系数，实现了对也脏模拟器也率的精确控制。（３）采用时差法原理设计了超声波流量检测系统。设计了超声波发射、接收电路，利用ＶｅｒｉｌｏＨＤＬ语言编写了超声波发射信号的时序控制、与测时拉片ＴＴＤＣＧＰ２通信控ｇ＿制Ｗ及与上位机串口通信的软件程序。实现了顺逆流ｎｓ级的时差测量Ｗ及也脏模拟器输出流量的实时测量。（４）为更加直观方便地调控也脏模傲器的工作状态及研究其输出恃性，采用ＬａｂＶ圧Ｗ８．６编写了上位机界面程序，包括串口的发送、接收，电机ＰＩＤ参数设置Ｗ及将接

7、收的时差数据进行换算处理，流量曲线显示等。最后对也脏模拟器的整个测控系统进行Ｔ性能测试实验，验证了设计的也脏模拟器的驱动控制及流量检测系统对也脏的血流特性研究是很有意义的。该也脏模拟器系统可动态模拟也脏的收缩舒张运动，也率控制精确可调，可模拟不同生理下的血流实验环境，趙声波流量检测系统可实时监测血流量变化。该系统可用于教学演示，也血管系统的血流动力学特性研究，人工也脏血累的性能测试Ｗ及医学影像设备的研发等。、）关键词：也脏模拟器；驱动控制；超巧波流量检测；ＰＵ硕十研究生学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ

8、ＩＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗａｄａｙｓ，ｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｑｕｉｃｋｅ打ｉｎｇｐａｃｅｏｆｌｉｆｅａｎｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｄｉｅｔ，ｃａｒｄｉａｃｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｃａｒｄｌｔｈａｔｔｉ．Ｂｉｏｖａｓｃｕａｒ