目前糖尿病治療是通過注射胰島素的方法,患者需要每天多次注射胰島素,而且胰島素的劑量無法精確控制,導(dǎo)致低血糖的情況發(fā)生。人工胰臟系統(tǒng)由于根據(jù)血糖的水平自動調(diào)節(jié)胰島素輸注速率的完全閉環(huán)控制系統(tǒng),因此被認為是治療糖尿病最有前景的方法之一。目前,人工胰臟系統(tǒng)中胰島素泵和實時連續(xù)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)滿足臨床要求,但是由于人體血糖調(diào)節(jié)包括體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)兩部分,是個極其復(fù)雜的動態(tài)過程,而且影響血糖水平的內(nèi)在因素和外在因素較多,因此對于人工胰臟閉環(huán)控制算法的設(shè)計具有很大的挑戰(zhàn)性。本課題針對現(xiàn)有模型預(yù)測控制算法區(qū)間控制內(nèi)沒有進一步優(yōu)化和沒有考慮胰島素經(jīng)濟性兩個問題,提出一種菱形區(qū)間軟約束多目標優(yōu)化模型預(yù)測控制算法。同時,在血糖調(diào)節(jié)過程中,既要兼顧控制性能,還要考慮胰島素成本的影響,因此對于預(yù)測控制算法目標函數(shù)的構(gòu)建和求解,需要對多目標優(yōu)化問題進行研究,本課題將設(shè)計一種多種群多目標煙花算法對目標函數(shù)進行求解。具體研究工作如下:首先,由于ARX模型能夠近似反映人工胰臟血糖-胰島素之間的關(guān)系,選用自回歸模型(Auto Regressive with eXogenous Input,ARX)模型作為預(yù)測模型,...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1仿真平臺系統(tǒng)圖

燕山大學工程碩士學位論文-12-2.3仿真平臺搭建2.3.1仿真平臺介紹美國弗吉尼亞大學和意大利帕多瓦大學聯(lián)合開發(fā)了一款糖尿病仿真平臺——T1DM葡萄糖-胰島素代謝動力學的計算機模擬仿真軟件(TheUVa/PadovaTypeIDiabetesMellitusSimulator)....

圖2-2模型搭建(2)啟動用戶操作界面：打開Matlab，在UVaPadovaT1DMSimulatorv3.2.1文件路徑

第2章基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的血糖-胰島素ARX模型與仿真平臺-13-(Controller)模塊。2.3.2仿真平臺的搭建（1）雙擊圖2-1中黃色的控制器模塊，在此模塊中搭建模型，如圖2-2所示。圖中的“glucose”、“Insulininjection”、“mealannouncem....

圖2-3仿真平臺的用戶操作界面

第2章基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的血糖-胰島素ARX模型與仿真平臺-13-(Controller)模塊。2.3.2仿真平臺的搭建（1）雙擊圖2-1中黃色的控制器模塊，在此模塊中搭建模型，如圖2-2所示。圖中的“glucose”、“Insulininjection”、“mealannouncem....

圖2-4場景文件選擇界面

燕山大學工程碩士學位論文-14-(3)場景文件的選擇：圖2-3中的“LoadScenario”下面三個按鈕，點擊“SelectScenarioFiles”按鈕，將出現(xiàn)圖2-4，可根據(jù)需要，選擇相應(yīng)的場景文件。本文中選擇Scn_1_d_OL.scn子模塊作為場景文件。圖2-4場景文....

本文編號：3913078