ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ПОЗИЦИОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ЗАДАЧ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ 

Сергей Владимирович Фролов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинской техники, Тамбовский государственный технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), E-mail: sergej.frolov@gmail.com
Кристина Сергеевна Савинова, аспирант, Тамбовский государственный технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), E-mail: savinova.k94@mail.ru
Андрей Юрьевич Куликов, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры биомедицинской техники, Тамбовский государственный технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), E-mail: andrew20062@mail.ru
Илья Александрович Суконкин, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры биомедицинской техники, Тамбовский государственный технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), E-mail: ilej@rambler.ru 

Актуальность и цели. Рассматривается применение позиционного регулирования в медицинской технике. Показано, что методы позиционного регулирования используются в системах управления суховоздушных стерилизаторов, для обработки медицинских инструментов, в инкубаторах для недоношенных новорожденных, в системах поддержания заданной концентрации кислорода в аппаратах экстракорпоральной мембранной оксигенации, в биохимических анализаторах, в наркозно-дыхательных аппаратах. Материалы и методы. В работе проведен сравнительный анализ различных систем двухпозиционного регулирования. На основе имитационных исследований выявлены эффективные варианты усовершенствованных систем. Несмотря на свои неоспоримые достоинства (низкая стоимость, удобство использования, простота аппаратной реализации), двухпозиционное регулирование имеет существенный недостаток – значительная амплитуда колебаний управляемой величины относительно задания. Для устранения этого недостатка были предложены усовершенствованные методы двухпозиционного регулирования (двухпозиционное регулирование с дополнительным воздействием по первой производной, двухпозиционно-статическое регулирование и усовершенствованное двухпозиционно-статическое регулирование). Результаты. В результате имитационного моделирования было доказано, что использование усовершенствованных методов двухпозиционного регулирования улучшает качество управления при простоте реализации. Анализ результатов имитационного моделирования различных методов регулирования показал, что усовершенствованное двухпозиционно-статическое регулирование отличается существенными преимуществами – минимальным отклонением от заданной величины, а также отсутствием статической ошибки. При этом наблюдается недостаток в виде увеличения числа включений реле, что снижает его надежность. Выводы. Проведенные исследования позволяют сформулировать рекомендации для создания систем позиционного регулирования в медицинской технике. 

Ключевые слова

двухпозиционное регулирование, имитационное моделирование, суховоздушные стерилизаторы, инкубаторы для новорожденных, наркозно-дыхательная аппаратура, аппараты экстракорпоральной мембранной оксигенации, биохимические анализаторы 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Фролов С. В., Савинова К. С., Куликов А. Ю., Суконкин И. А. Использование эффективных систем позиционного регулирования для задач медицинской техники // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2022. № 2. С. 50–62. doi:10.21685/2227-8486-2022-2-4