血泵驱动电机的生理控制策略研究

目的在分析现有血泵电机驱动控制策略的基础上,以外磁场驱动轴流式血泵为研究对象,提出基于心室功的血泵驱动电机控制策略,使血泵的输出控制模拟心脏输出的工作机制,提高受体的生活质量。方法建立主动脉瓣处包含血液动力学参数的压力和流量方程,设计了血泵的控制系统及实现方法;以常态和病态血液动力学参数作为例子,对控制目标模型进行仿真;实验严格控制系统的可行性。结果不论是常态还是病态,主动脉瓣处仿真压力与临床数据基本相符;血泵电机的输出与控制目标模型相符,控制系统的响应满足控制性能的要求。结论以心室功作为血泵的控制目标容易满足受体的生理要求,使血泵电机运行在最佳工作状态,为基于生理机制的血泵控制提供一种方法。

轴流式血泵驱动系统研究

目的针对“外磁驱动轴流式血泵”结构特点,避免有创控制带来的不利因素,最大限度的满足受体的生理需求,实现无传感器控制,设计基于心室功控制的血泵驱动系统。方法建立主动脉瞬时压力和流量模型,设计血泵电机驱动系统,并进行仿真和实验。结果基于心室功的控制模型可以根据个体生理差异进行适当修正,即可符合受体的需求,所设计的驱动系统能满足自然心脏的泵功能要求。结论采用基于心室功的控制策略,与其他控制策略相比,该驱动系统可以合理分配电机功率,避免系统温升,从而减小对血液破坏的可能性;避免有传感器带来的穿皮导线综合症。

左心室辅助装置技术现状及未来展望

介绍了临床应用的左心室辅助装置的类型和结构特点,分析了基于生理机制的血泵电机参数的血泵控制策略;提出基于多生理信号约束的控制策略控制血泵输出,易满足受体的需求。结合血泵系统现状,从血泵的结构、穿皮能量传递方式和控制策略等方面探讨今后的研究目标。

综采工作面大流量智能供液系统研究

针对综采工作面供液系统供液能力不足、压力波动大、系统运行稳定性差等问题,提出了一种免疫粒子群优化模糊神经网络PID(IPSO-FNN-PID)算法,设计了IPSO-FNN-PID控制器,实现了供液系统稳压控制。IPSO-FNN-PID算法将粒子群(PSO)算法和免疫算法(IA)引入模糊神经网络(FNN)PID控制器,针对FNN算法易陷入局部寻优问题,采用免疫粒子群(IPSO)算法优化FNN算法,通过在PSO算法中加入IA来提高PSO算法的收敛性,实现最优PID参数输出。为验证IPSO-FNN-PID控制器的有效性,选取传统PID控制器、Fuzzy-PID控制器、FNN-PID控制器进行比较,仿真结果表明:①IPSO-FNN-PID控制器对乳化液泵的控制效果最佳,其他3种控制器的上升时间、峰值时间和调节时间均比IPSO-FNN-PID控制器长,最大超调量均大于IPSO-FNN-PID控制器。②在加入扰动信号后,IPSO-FNN-PID控制器具有较好的自适应性和鲁棒性,恢复到平稳状态仅用了1.2 s。③当利用传统PID和Fuzzy-PID控制器对乳化液泵进行控制时,振荡明显,超调量大,分别为41.2%,22.3%;当利用FNN-PID控制器对乳化液泵进行控制时,振荡明显减弱,超调量降低为17.6%,调节时间减少至2.68 s;当利用IPSO-FNN-PID控制器对乳化液泵进行控制时,几乎无振荡,超调量仅为5.22%,调节时间缩短至2.61 s,遇到干扰信号时稳定性更强。④在受到扰动信号时,负载干扰对IPSO-FNN-PID控制器的影响较小,且收敛迅速,鲁棒性大大提升,表明IPSO-FNN-PID控制器具备良好的抗扰动及扰动补偿能力,可满足供液系统的稳压控制要求。

基于心室功的血泵控制算法研究

针对外磁场驱动轴流式血泵的控制,提出基于心室功的控制算法。分析自然心脏和人工心脏之间做功关系,建立用于驱动血泵电机的控制模型,根据常态生理参数,对血泵的控制模型进行计算和实验。基于心室功的控制算法与其他控制算法比较,有利于评价左心室辅助装置的性能,更符合实际生理需求;充分发挥驱动电机效率,避免系统长期工作在高速阶段,从而避免系统高温,有助于抑制血泵对血液的破坏。

血泵电机控制器设计

血泵的主要参数流量和压力取决于受体的生理需求,驱动血泵电机的控制器是生理需求和血泵输出的调节器,控制器的调节机制决定血泵能否满足受体的生理需求。文章提出了基于心室功的控制机制,设计了适合外磁驱动轴流式血泵结构特点的控制器。控制器的跟随性和抗扰性能满足控制要求。

综掘工作面分段控风控尘技术研究与应用

为解决综掘工作面粉尘污染问题,文章以粘附射流通风为理论依据,分析了压风分流分段控风控尘的基本原理,提出了控尘面的存在,并以轴径向出风量及出风口与迎头距离满足最小风速要求为原则,建立了数学关系模型,揭示了轴径向出风量与出风距离之间的影响关系,得到了分段控风控尘关键参数的最佳匹配关系式,并在现场开展应用验证。现场应用表明:依据理论推导得到的控风控尘系统参数,工作面各点粉尘浓度降尘效率可提升95%以上,总体控降尘效率达到98.4%以上,高浓度粉尘被控制在工作面前部一定区域内,作业人员区域粉尘被控制在30mg/m3以内,控降尘效果显著,作业环境得到明显改善,验证了匹配参数的有效性。

超大采高综采工作面乳化液泵站系统

为了满足8.8 m超大采高综采工作面乳化液用液需求,针对现有乳化液泵站系统存在单台泵站流量低、传动系统可靠性不高、吸排液阀寿命短、系统响应速度慢等问题,设计了超大采高综采工作面乳化液泵站系统,单台乳化液泵站流量达1200 L/min,额定工作压力达37.5 MPa。重点介绍了滑块与连杆球形铰接运动副、四点支撑曲轴设计、超大流量吸排液阀、泵站均衡控制、系统实时快速响应等泵站系统设计的关键技术。针对现有乳化液泵结构中滑块与连杆的连接采用圆柱销的形式,存在不能自动调心、无法消除侧向力的影响、滑块容易磨损等问题,提出了全新的球形铰接形式,连杆可以在水平方向有一定的摆动,消除了传统形式的侧向力的影响;独特的多点润滑孔道设计,使得球头与铰座之间形成稳定的润滑油膜,使用寿命更长。采用4个圆柱滚子轴承支撑曲轴,稳定性强,有效降低了曲轴的挠度,曲轴的受力更加均衡,解决了轴颈圆角应力突变的难题。从结构、材料、工艺上改善了吸排液阀性能,延长了吸排液阀寿命。泵站采用均衡控制策略,保证了每台泵的运行时间基本相等,保持泵的运行寿命均衡。泵站系统采用实时快速响应技术,提高了系统的响应速度,可实时响应设备对流量、压力的需求,保证动作的及时性及准确性。实际应用结果表明,该系统结构合理、性能可靠、维修方便,满足了8.8 m超大采高综采工作面对供液系统的要求,促进了煤矿的高产高效和安全生产。

综掘工作面高效降尘装置的选择及分析

针对新桥煤矿综掘工作面粉尘浓度高、治理困难现状,开展了高压喷雾、泡沫除尘与可调式控风抽尘净化装置应用对比研究。详细介绍了3种降尘技术的降尘机理、系统组成及设备现场布置方式。通过现场应用发现:可调式控风抽尘净化技术一次性投入较低、降尘效果更佳,在工作面净断面积允许条件下,应作为工作面首选的防尘技术。

综采工作面乳化液泵站智能集中控制系统应用

针对原乳化液泵站系统技术落后,影响工作面正常生产,甚至存在安全隐患的问题,山西古县西山鸿兴煤业在近年投运了一套综采工作面乳化液泵站智能集中控制系统,采用变频电机与泵站控制箱、高低压反冲洗装置等的全新组合设备,提高了泵站的使用可靠性,实现向工作面提供恒压恒流的乳化液,减少了泵站的事故发生率及维护劳动量,节省了电能的消耗,为提高综采工作面的产量、保障工作面安全生产创造了条件。

采煤工作面供液控制系统控制器的设计与应用

介绍了国内和国外煤矿集成供液系统的发展现状,针对采煤工作面供液系统的需求设计了分散式泵站控制器,并从产品的功能需求、硬件架构和软件实现等方面介绍了泵站控制器。该泵站控制器已应用于宁夏石槽村矿、河北开滦矿等采煤工作面,经过一年的实际使用,验证了该设计切合实际需求,具有一定的推广价值。

综采工作面超远距离供液系统应用研究

针对传统系统供液时间较短的问题,为此提出综采工作面超远距离供液系统应用研究。根据综采工作面供液需求,设计了一套供液系统,在系统的硬件设计上采用通过变频器、乳化液泵、过滤器、PLC控制器的构架形成,完成系统的硬件设计;运用模糊PID技术控制乳化液泵运行模式,实现对综采工作面超远距离供液。经实验证明,此次设计的系统能够超常供液。

综掘机高压外喷雾降尘装备应用分析

针对1505大断面综掘工作面粉尘浓度高,而综掘机原环形喷雾系统存在喷雾压力小、降尘效果不明显等问题,对综掘机高压外喷雾降尘装备进行改造。重点对综掘机喷雾装置、喷雾参数以及机载喷雾配套设备展开研究,最终得到适用于该大断面综掘工作面的高压外喷雾降尘技术,粉尘治理效果显著。

有创机械通气患者不同时间置胃管比较研究

目的 对有创机械通气患者不同时间置胃管的效果进行比较研究.方法 采用随机抽样的方法将入院即行气管插管机械通气的患者160例分为2组,每组80例.2组患者均由固定的护士按常规方法放置胃管.观察组采用在气管插管后早期（立即）放置普通硅胶胃管;对照组仍采用在气管插管后晚期（24h后）放置普通硅胶胃管.观察2组患者放置胃管的1次成功率、总的成功率、操作时间及2种判断方法的结果情况.结果 观察组置胃管1次成功率和总的成功率分别为75.0%（60/80）、97.5%（78/80）,明显高于对照组的27.5%（22/80）、72.5%（58/80）,差异有统计学意义（χ2=36.12、19.61,均P〈0.01）.观察组置胃管操作时间为（1.49±0.45）min,明显低于对照组的（3.07±0.32）min,差异有统计学意义（t=25.48,P〈0.01）.观察组只听到气过水声未抽到胃液10例（12.50%）,只抽到胃液未听到气过水声0例,两者均可70例（87.50%）,两者均不可0例,对照组分别为37例（46.25%）、0例、40例（50.00%）、3例（3.75%）.2组患者判断置胃管成功方法结果比较差异有统计学意义（χ2=39.36,P〈0.01）.结论 气管插管后早期（立即）放置普通硅胶胃管提高了机械通气患者置胃管成功率,可以缩短操作时间,提高工作效率,减轻患者痛苦.