برای مشاهده مقاله بر روی لینک زیر کلیک کنید:
“Robust Fuzzy controller design for respiratory systems“
:Abstract of the article
A respiratory system combines a blower-hosepatient setup with a single lung system featuring nonlinear lung compliance. This paper explores the optimal design of resilient fuzzy control for such systems by integrating a fuzzy algorithm with a sliding mode control approach. The robust fuzzy controller, as proposed, effectively handles the system’s dynamics and remains stable amidst nonlinear changes. It ensures airway flow and maintains peak pressure below critical levels despite uncertainties like hose leakage and varying respiratory effort. The findings show superior performance in reaction time, overshoot, and tracking errors compared to traditional methods. The control mechanism’s parameters rise time, peak value, heave, and settlement values are independently computed, revealing an over 18% improvement in rise time and a more than 44% reduction iRobust Fuzzy controller design for respiratory systemsn settling time. Simulations indicate the robust fuzzy controller outperforms the PID controller, demonstrating its efficacy for respiratory system control
چکیده مقاله:
یک سیستم تنفسی، تنظیمات دمنده-شیلنگ-بیمار را با یک سیستم تک ریه که دارای انطباق ریه غیرخطی است، ترکیب می‌کند. این مقاله به بررسی طراحی بهینه کنترل فازی مقاوم برای چنین سیستم‌هایی از طریق ادغام یک الگوریتم فازی با رویکرد کنترل حالت لغزشی می‌پردازد. کنترل‌کننده فازی مقاوم پیشنهادی، به طور موثر با دینامیک سیستم مقابله کرده و در میان تغییرات غیرخطی، پایدار باقی می‌ماند. این کنترل‌کننده، جریان هوای راه هوایی را تضمین کرده و فشار پیک را علی‌رغم عدم قطعیت‌هایی مانند نشت شیلنگ و تلاش تنفسی متغیر، زیر سطوح بحرانی حفظ می‌کند. یافته‌ها، عملکرد برتری را در زمان واکنش، فراجهش و خطاهای ردیابی در مقایسه با روش‌های سنتی نشان می‌دهند. پارامترهای مکانیسم کنترل، زمان صعود، مقدار پیک، نوسان و مقادیر نشست، به طور مستقل محاسبه می‌شوند، که بهبود بیش از 18 درصدی در زمان صعود و کاهش بیش از 44 درصدی در زمان نشست را نشان می‌دهد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که کنترل‌کننده فازی مقاوم، از کنترل‌کننده PID بهتر عمل می‌کند و کارایی آن را برای کنترل سیستم تنفسی نشان می‌دهد.