[发明专利]便携式通用生命支持系统的呼吸模块涡轮变速控制方法

说明书

本发明公开了一种便携式通用生命支持系统的呼吸模块涡轮变速控制方法，在呼吸模块内部安装加速度计，通过加速度计获取外界影响涡轮运行参数控制的扰动信号，根据扰动信号对涡轮转速控制输入进行补偿。本发明在呼吸模块内安装加速度计并提取振动信号，根据振动信号频域特点，设计主动降低扰动影响的控制器，对呼吸模块的涡轮转速控制、流速控制或压力控制进行补偿，能够抑制呼吸模块颠簸对呼吸模块通气的影响，能够确保涡轮转速控制平稳，进而保证涡轮流速或压力信号控制平稳，使得呼吸模块即使在野外环境也能获得良好的通气治疗效果。

技术领域

本发明涉及涡轮转速控制方法技术领域，更具体涉及一种便携式通用生命支持系统的呼吸模块涡轮变速控制方法。

背景技术

战场受伤人员的能够在“黄金时间”内进行现场急救、转运、后送到医院，能有效的降低伤员的死亡率。目前对大规模伤员救治及转运过程中各种医疗设备占据了大量的空间，无法救治更多的患者。而且急救设备体积大，压缩氧气瓶供氧时间短，还具有危险性。在战场进行现场急救过程中，急救设备的安装方式复杂，时间长。因此，便携式通用生命支持系统集伤员运送与实施抢救为一体，具有高级生命支持功能。呼吸模块为携式通用生命支持系统的一部分，其主要作用是为人体呼吸供气。

在野外运输过程中，存在呼吸模块颠簸导致涡轮转速控制不平稳的情况，进一步导致机械通气流速或压力的不平稳，可能会降低病人使用机械通气的舒适性，甚至有可能降低机械通气对病人的治疗效果。

一般地，呼吸模块的涡轮与呼吸模块的壳体采用软性连接，通过机械装置将外界扰动与涡轮进行隔离，但抑制扰动的能力有限。在通气控制中，涡轮转速环路外层还会有流速或压力控制环路，通过外层环路的反馈控制，能降低涡轮转速不平稳对通气控制的影响，但是由于流速或压力信号采样存在时延，导致不能及时抵消扰动对通气的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种便携式通用生命支持系统的呼吸模块涡轮变速控制方法，以解决呼吸模块颠簸导致转速控制不平稳，进一步导致流速、压力控制不平稳的问题，以抑制呼吸模块颠簸对呼吸模块通气的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

便携式通用生命支持系统的呼吸模块涡轮变速控制方法，在呼吸模块内部安装加速度计，通过加速度计获取外界影响涡轮运行参数控制的扰动信号，根据扰动信号对涡轮转速控制输入进行补偿。

进一步优化技术方案，具体包括以下步骤：

S1、获取涡轮的转速控制模型；

S2、在呼吸模块内部安装加速度计；提取反映呼吸模块机体振动程度的信号，同时记录涡轮转速信号；

S3、建立由振动信号到涡轮转速信号的扰动通道模型；

S4、根据振动信号频域特点，设计主动降低扰动影响的控制器；

S5、获取一维的振动强弱信号；

S6、将振动强弱信号输入到控制器进行补偿。

进一步优化技术方案，所述步骤S2中，在呼吸模块内部安装加速度计后，涡轮恒速运行，并且模拟野外环境使用呼吸模块，从加速度信号提取反映呼吸模块机体振动程度的信号，同时记录涡轮转速信号。

进一步优化技术方案，所述步骤S4中，控制器包括主控制器和补偿控制器。

进一步优化技术方案，在保证系统快速响应的前提下，根据振动信号的频带，设计起到隔离扰动信号作用的主控制器。

进一步优化技术方案，根据扰动通道模型，设计按扰动补偿的补偿控制器。

进一步优化技术方案，所述步骤S5中，从加速度信号提取反映振动强弱的方法，获取一维的振动强弱信号。