模糊逻辑控制理论在临床麻醉中的应用研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要模糊逻辑控制理论在临床麻醉中的应用研究摘要构建闭环临床麻醉控制系统，实现对病人麻醉深度的实时监测和麻醉药物输注过程的反馈控制，对于降低临床麻醉过程的风险，减轻病人痛苦，具有很高的临床应用价值。本文主要研究基于模糊逻辑控制理论构建临床麻醉闭环控制系统的方法和策略。首先本文在介绍了临床麻醉学的现状和发展、麻醉深度监测技术、现代麻醉机的相关知识以及模糊逻辑控制理论的基本内容之后，详细描述了临床麻醉闭环控制系统的基本原理图和临床麻醉过程的机理模型。然后本文在分析研究麻醉深度监测参数的数据融合技术的基础上，以脑电双频指数（B

2、IS）为麻醉深度监测控制参数，构建临床麻醉控制系统的数学模型，并利用测定动态特性的时域分析方法对模型中的参数进行整定，并利用根轨迹方法进行系统的稳定性分析。最后通过比较、仿真和分析基于传统PID控制和模糊自适应整定PID控制的临床麻醉过程控制方案，得出结论：基于模糊自适应整定PID控制的临床麻醉过程控制方案较好的实现了临床麻醉的闭环控制要求，系统响应过程的动态和静态特性相比较传统PID控制方案得到了明显的改善，在未来的临床麻醉中具有很强的实用性。关键词：临床麻醉，闭环控制，模糊控制，自适应整定PIDI上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTA

3、PPLICATIONRESEARCHONCLINICALANESTHESIABASEDONFUZZYLOGICCONTROLTHEORYABSTRACTSettingupaclosed-loopclinicalanesthesiacontrolsystemtomonitortheanesthesiadepthofthepatientandthefeedbackcontrolfortheanesthesiamedicamentinjectionreal-time,areusefultoreducetheriskofclinicalanesthe

4、siaandrelievethepainofpatient.Ithasgreatsignificanceandvaluableclinicalapplication.Thisthesisfocusesonthestrategyofsettinguptheclinicalanesthesiaclosed-loopcontrolsystembasedonfuzzylogiccontroltheory.Firstly,thispaperintroducestheactualityanddevelopmentofclinicalanesthesiat

5、echnology,monitoringtechnologyofanesthesiadepth,basicknowledgeofmodernanesthesiaequipment,andfuzzylogiccontroltheory.Thenitintroducesthebasicschematicofclinicalanesthesiaclosed-loopcontrolsystemandthemechanismmodelofclinicalanesthesiaprocess.Secondly,basedontheanalysisofdat

6、afusionforanesthesiadepthparameters,theparameterBISischosenasanesthesiadepthmonitoringparameter.ThemathematicmodelofclinicalanesthesiacontrolsystemisbuiltupusingtheparameterBIS.Anditanalyzesthesystemdynamiccharacterintimedomainandadjuststhemodelparameters.Thenthesystemstabi

7、lityisanalyzedbyrootlocusmethod.Finally,theconclusionisthatthefuzzyself-adaptingPIDcontrolsystemisbetterthantraditionalPIDcontrolsystemtomeettherequirementsofclinicalanesthesiaclosed-loopcontrolsystembycomparisonandsimulation.Thefuzzyself-adaptingPIDcontrolsystemhasbetterst

8、aticanddynamiccharacteristicthanthetraditionaloneandcanbeappliedtotheclinicalanest