—麻醉过程中的血压控制.doc

课程设计名称： 自动控制原理课程设计 题 目：麻醉过程中的血压控制 课程设计任务书 设计题目：麻醉过程中的血压控制 设计任务：设计一个反馈控制系统，利用预期的MAP 和传感器测量得到的MAP之差作为控制信号，以调整麻醉泵向患者输入的麻醉剂的剂量。 设计计划：1.查阅相关资料 2.确定设计方案 3.进行设计并定稿 4.进行可行性分析及电脑仿真 5.进行电脑输入录出 设计要求：1.系统调节时间小于20min 2.超调量小于15% 3.系统的稳态跟踪误差为零 4.最大响应范围在MAP的设定水平的5%之内 指 导 教师： 教研室主任： 2011年12月19日 结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语： 任课教师 备 注 · 摘 要 麻醉的目的是使患者暂时降低疼痛感、弱化意识和本能反应能力，从而确保安全实施外科手术。早在150年前，人们就开始尝试采用酒精、鸦片和大麻等作为麻醉药物，单效果都不理想。这些麻醉药物既无法完全缓解疼痛的强度，也不能缩减疼痛的持续时间。给药量过小，患者的疼痛无法缓解；给药量过大，患者可能进入昏迷状态，甚至死亡。19世纪50年代，作为麻醉药品，美国成功地将乙醚应用于拔牙过程；随后，人们又开发了很多类似的麻醉药品，如氯仿、笑气等，都取得了良好的麻醉效果。在许多麻醉师看来，平均动脉压（Mean Arterial Pressure, MAP）是麻醉深度最为可靠的表征指标。麻醉师通过监控MAP的水平来确定患者应该注入的麻醉剂剂量。基于麻醉师的临床经验以及操作规程，可以将平均动脉压作为受控变量。 目 录 1 系统设计的步骤..............................................................1 1.1 设计方案 …………………………………………………………......1 1.1.1系统设计的流程图 ……………………………………………………1 1.1.2确定控制目标…………………………………………………………1 1.1.3确定受控变量……………………………………………………………….2 1.2 控制系统的指标设计要求…………………………………………………2 1.3 血压控制系统配置…………………………………………………2 1.3.1系统方框图………………………………………………………………….2 1.3.2传递函数的建立………………………………………………………….....3 2 开环放大倍数和误差计算 …………………………………………..4 2.1开环放大倍数的计算 ………………………………………………………4 2.2 误差的计算……………………………………………………………...………6 3 结论…………………………………………………………………..9 4 设计体会……………………………………………………………..10 5 参考文献……………………………………………………………11 1 系统设计的步骤 1.1设计方案 1.1.1系统设计的流程图： MAP 确定控制目标 分析确定受控变量 确定控制系统性能指标设计要求 进行系统配置，调节 建立系统方框图，包括受控变量、执行机构传感器传递函数 对控制器进行分析说明，并选择确定需要调整的关键参数 4个性能指标要求 要求1：超调量； 要求2：调节时间； 要求3：稳态误差； 要求4：抗扰动能力 如果系统性能没有达到规定要求，则需要修改系统配置 调整参数 分析系统性能 患者 图1 控制系统的流程图 1.1.2确定控制目标: (1)控制对象：需麻醉的患者 (2)控制任务：将患者MAP 调节到任意预期设定的水平，并在存在干扰信号的情况下将MAP维持在预期设定的水平。 (3)受控变量：MAP（平均动脉压） (4)系统输入：MAP的期望值 (5)干扰输入：手术干扰，噪声干扰 (6)误差量：稳态误差=输入—输出 (7)系统输出：实际的MAP量 1.1.3确定受控变量： 在许多麻醉师看来，平均动脉压（MAP）是麻醉深度最为可靠的表征指标。麻醉师通过监控MAP 的水平来确定患者应该注入的麻醉剂剂量。给予麻醉师的临床经验及操作规程，可以将平均动脉压作为受控变量。 1.2 控制系统的指标设计要求 指标要求1 当MAP的设定水平的变化量为幅值是阶跃信号的整数倍