基于PID算法的自动输液监控系统设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1研究背景

当前,国内外大规模以及中规模医院的临床静脉输液主要采用两种方式,第一种是传统的人工方式,它需要医院护士进行全方位的巡视监护,甚至需要家人的陪护,占用了大量人力资源;第二种方式是自动化输液泵,虽然解决了人力问题,却带来了昂贵的装置费用,而提高的输液成本最后只会堆加在患者的医疗费用上,所以它并不实用。

为了节省人力资源的同时又尽可能减少医疗费用,将设计一种基于PID算法的静脉输液监控系统,尽量减小生产成本,满足社会需要以及医院需要。

1.2 PID控制技术国内外研究现状

1976年Mori etc发布了一篇专业的论文, 第一次将倒立摆在平衡点位置进行线性化,他用了状态空间的方法分析并且设计出了比例微分器;

1980年,Furuta etc.等人以线性化作为根本方法,控制了二级倒立摆;

1984年,Wattes开创了LQR(LinearQuadratic Regulator)的控制方法来控制倒立摆。目的为找到一个合适K值 ,然后设计出最合适的反馈控制器。 PID控制能针对现实情况中的各种控制问题给出最简单而又最有效率的解决办法,无论是短期的还是长期的反馈都像PID这个名称一样,具有均衡性、整体性和衍生性。自PID问世以来,该控制法便不断流行。数字技术的发展使控制系统更加自动化,尽管自动化控制系统为控制策略提供了更为广阔的选择范围,但是仍有90%以上的工业控制是基于PID算法而实现的,在最底层的控制中尤为如此,因为没有其他任何控制器能比得上PID的简易的算法,清楚的功能,高度适配性,以及便利的使用。

在1989年,Anderson开创了双个双层网络的方法实现了对状态还没有离散的倒立摆平衡控制。神经网络控制理论也能够控制非线性系统。它讲非线性关系进行近似的处理,用不同的神经元来储存所有信息,它的鲁棒性很强。到目前为止,神经网络控制在非线性系统上取得了极大的成功。

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