模糊Smith智能控制方法在熱療溫控系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、熱療是近幾年才出現(xiàn)的一種治療腫瘤的新方法,是繼手術、放射治療、化學治療和免疫療法之后的第五大療法。腫瘤熱療是利用加熱的方法來治療腫瘤。在治療惡性腫瘤,通常使用的放療或化療方法并非對所有的癌細胞都能殺滅,PH值低和營養(yǎng)狀態(tài)差的細胞往往還有存活率,這些細胞常成為放、化療后復發(fā)的根源。熱療正好對這些“漏網(wǎng)”的癌細胞有特別的殺傷力,因此熱療結合放療、化療等療法治療腫瘤會有更好的療效,這已經(jīng)在臨床研究上得到了驗證。
　　熱療的關鍵是要將腫瘤

2、組織加熱到有效治療溫度范圍之內。如果腫瘤溫度在治療溫度以下,不僅無治療效果,還可能促進腫瘤的擴散,如果溫度過高,又可能損傷正常組織。因此,準確的測溫和控溫技術是熱療效果好壞的決定因素。
　　本文針對熱療溫度控制對象的純滯后特性,在具有一階慣性環(huán)節(jié)的Smith預估器的基礎上,用模糊控制方法調整改進型Smith預估器的濾波時間常數(shù),使其隨被控對象參數(shù)變化而變化。并研究了濾波時間常數(shù)的模糊整定規(guī)則,設計了參數(shù)的模糊自適應調整機構。然后,

3、結合模糊PID控制與模糊自適應Smith預估控制提出了一種模糊Smith智能控制方法。在前人分析的生物熱傳遞方程的基礎上,建立了典型的熱療數(shù)學模型。并對此模型進行了仿真研究,結果表明模糊Smith智能控制方法改善了控制性能,使溫度控制系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾性得到了顯著提高。
　　在仿真研究的基礎上,以 AT89C52單片機為核心微控制器設計了嵌入式熱療溫度控制系統(tǒng),完成了系統(tǒng)的硬件和軟件兩大部分的設計工作。硬件部分實現(xiàn)了溫度信號采集