Введение
1. Клапан выдоха как функциональный элемент аппарата искусственной вентиляции легких 11
1.1. Классификация аппаратов ИВЛ 11
1.2. Общая схема строения аппаратов ИВЛ 14
1.3. Анализ видов конструктивного исполнения клапана выдоха 15
1.4. Общие требования к клапану выдоха на основе анализа его функционального назначения 19
1.4.1. Функция сохранения спонтанной дыхательной активности пациента 19
1.4.2. Поддержание постоянного заданного давления 21
1.4.3. Формулирование общих технических требований 22
1.5. Выводы 23
2. Определение оптимальных параметров конструктивных элементов ЭКВ 24
2.1. Описание конструкции ЭКВ и предъявляемых к нему требований 24
2.2. Постановка и решение задачи оптимизации 26
2.2.1. Расчет постоянного магнита 27
2.2.2. Определение обмоточных данных 28
2.2.3. Расчет магнитной цепи 31
2.2.4. Расчет силы тяги электромагнитной системы 32
2.2.5. Оценка быстродействия 33
2.3. Решение задачи оптимизации 33
2.4. Выводы по главе 42
3. Анализ технических средств реализации обратной связи по положению экв для повышения точности позиционирования 43
3.1. Обзор существующих датчиков положения 43
3.2 Исследование влияния конфигурации сигнального элемента датчика Холла на точность позиционирования ЭКВ 46
3.3. Разработка математической модели оптического датчика для определения средств по повышению точности позиционирования ЭКВ 54
3.4. Выводы по главе 61
4. Динамические процессы в ЭКВ 63
4.1. Постановка задачи синтеза системы управления положением ЭКВ 63
4.2. Синтез одноконтурной системы управления 66
4.3. Синтез многоконтурной системы управления по принципу подчиненного регулирования 70
4.3.1. Синтез редуцированного наблюдателя 71
4.3.2. Синтез регуляторов системы управления положением 73
4.4. Синтез системы управления с параболическим регулятором положения 78
4.5. Синтез закона модального управления 82
4.6. Выводы по главе 85
5. Синтез интеллектуальной системы управления положением ЭКВ 86
5.1. Общие положения 86
5.2. Синтез нечеткого регулятора 87
5.3. Устойчивость нечетких систем управления 95
5.4. Применение теории гиперустойчивости для анализа устойчивости нечеткой системы 96
5.4.1. Предварительные условия для линейной подсистемы G(s) 99
5.4.2. Предварительные условия для нелинейного блока F 102
5.4.3. Исследование основных условий гиперустойчивости системы 104
5.4.4. Численная проверка условий гиперустойчивости для ЭКВ с принятыми параметрами 109
5.5. Выводы по главе .114
6. Практическая реализация теоретических результатов. экспериментальные исследования 115
6.1. Конструктивное исполнение ЭКВ 115
6.2. Реализация обратной связи по положению ЭКВ посредством оптического датчика 117
6.3. Управление положением ЭКВ 119
6.4. Результаты испытаний 123
6.5. Самодиагностика исправности 125
6.5.1. Защита от перегрузки по току 125
6.5.2. Защита от неисправности оптического датчика 127
6.5.3. Защита от блокировки выходного штока 127
6.6. Выводы 127
Заключение 129
Библиографический список 131
