基于模糊推理的自调整PID控制策略在区域温热灌注疗法中的应用.pdf

《基于模糊推理的自调整PID控制策略在区域温热灌注疗法中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年7月机床与液压Ju1．2010第38卷第l4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_38No．14DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．14．027基于模糊推理的自调整PID控制策略在区域温热灌注疗法中的应用李韶远，刘玉敏，田立国，田库(天津工程师范学院、天津信息传感与智能控制重点实验室，天津300222)摘要：区域温热灌注疗法是一种治疗肿瘤的有效方法，其控制过程表现出大时滞、强非线性、时变的特点，传统控制策略不能有效对其实施控制。采用模糊推理的自调整PID控温算法，解决不同的患者、在更换不同加热器导

2、致对象特性变化使温控性能降低的问题，确保仪器对任何患者都具有良好的疗效。试验表明，算法适应性强、抗干扰能力强、温控精度高，仪器工作稳定可靠，具有较高的应用价值。关键词：温度控制系统；模糊推理；自调整PID控制；区域温热灌注疗法中图分类号：TP273+．4文献标识码：B文章编号：1001—3881(2010)14—082—2ApplicationofFuzzySelf-modificationPIDControlinPartPerfusionHyperthermiaLIShaoyuan，LIUYumin，TIANLiguo。TIANKu(TianjinUn

3、iversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，China)Abstract：Partperfusionhyperthermiaisalleffectiveapproachtocuretumour．Thecharacteristicsofthecontrolprocessarebigtime-delay，strongnonlinear，time—varying．Traditionalcontrolstrategycan’tcontroliteffectively．Fuzzyself-modificationP

4、IDcontrolalgorithmwasadoptedtosolvetheproblemoftemperaturecontrolperformancereductionduetoprocesscharacteristicschangingwithdiferentheatersandpatients．Goodcurativeeffectwasensuredtoallpatients．Theexperimentalresultsdemonstratethatthenewalgo—rithmhasstrongadaptabilityandanti·distu

5、rbancecapability，theequipmentworksstablyandreliablyandhasapplicationvalue．Keywords：Temperaturecontrolsystem；Fuzzyself-modification；PIDcontrol；Partperfusionhyperthermia区域温热灌注疗法是利用热疗的机理，将超出人其形式为体体温的高浓度治癌药，通过导管、经体外循环设备pc÷=+WbCb(一T)+q一q，(1)灌注到病变部位，集中对癌瘤及周边区域进行连续循U环供药和加热的方法来杀死癌细胞。该疗法需

6、要精确式中：V为二阶微分算子，(℃)、P(kg／cm)、稳定地控制药液温度、病变区温度、灌注压力、灌注c[J／(kg·cm)]、k[W／(in·(℃))]分别为组织的温流量等多个指标，是对大时滞、强非线性、时变系统度、密度、比能及热导率，c[J／(kg·(℃))]为血液的控制过程。对这种复杂的控制过程，要想有效地加比热容，[kg／(cm·s)]为血液灌注率，q[J／(cm·热肿瘤患区，使癌组织受到重创，而又不损伤周围的s)]为组织的代谢产热率，(oC)为动脉血温，q为良l生组织，传统意义上的控制策略已经不能使其得到外部热源供热量。有效的解决。针对这种情况

7、，将基于模糊推理的自调根据该系统的研究特性，模型所取参数为：q：整PID控制理论引入到温热灌注疗法中，并采用纯硬3×10J／(enl·s)，Cb=4．175J／(g·(℃))，=8×件FPGA来实现控制功能，以此来提高复杂系统的控1Og／(cm·s)，=43oC；肿瘤的参数为：P：制品质，提高治疗效果，增加癌症患者的存活率，提1．04g／ein，=0．0057W／(cm·(℃))，Cl=3．9J／高他们的生活质量。(g·(℃))；良性组织的参数为：P：=1．05g／CITI，1基于模糊推理的自调整PID控制的区域温热灌k=0．0054W／(cm·(cC)

8、)，C2=3．601J／(g·(℃))。注系统1．2区域温热灌注疗法中模糊推理自