本發明涉及壓電網式霧化器,特別涉及一種壓電網式霧化器的粒徑控制方法、裝置及設備。
背景技術:
1、壓電網式霧化器通過壓電振動驅動藥液穿過微孔網板形成微米級霧滴,實現藥物定向遞送至呼吸道和肺部。當前壓電網式霧化器面臨的關鍵技術難題在于粒徑控制精確性不足。藥液特性(粘度、表面張力和密度)的變化、環境參數(溫度和濕度)的波動、壓電元件參數的不穩定以及網孔尺寸的偏差等因素,都會導致霧滴粒徑分布不穩定。特別是網孔堵塞故障的發生,會嚴重擾亂霧化系統的正常工作,引起藥物遞送效率大幅降低。
技術實現思路
1、本發明的主要目的為提供一種壓電網式霧化器的粒徑控制方法、裝置及設備,本發明針對啟動階段、穩定階段和結束階段分別制定最優控制參數,滿足了不同霧化階段的特定粒徑需求,實現了霧滴粒徑的實時高精度監測。
2、為實現上述目的,本發明提供了一種壓電網式霧化器的粒徑控制方法,包括以下步驟:
3、采集壓電網式霧化器的原始數據集,并確定目標粒徑控制區間;
4、根據所述目標粒徑控制區間,創建包含脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間的初始間歇供電方案;
5、執行所述初始間歇供電方案,通過激光散射傳感器采集當前粒徑測量值;
6、計算所述當前粒徑測量值與所述目標粒徑控制區間的偏差,并通過自適應誤差補償生成驅動參數調整指令;
7、根據所述驅動參數調整指令,修正所述初始間歇供電方案中的脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間,得到目標間歇供電方案。
8、本發明還提供了一種壓電網式霧化器的粒徑控制裝置,包括:
9、采集模塊,用于采集壓電網式霧化器的原始數據集,并確定目標粒徑控制區間;
10、創建模塊,用于根據所述目標粒徑控制區間,創建包含脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間的初始間歇供電方案;
11、執行模塊,用于執行所述初始間歇供電方案,通過激光散射傳感器采集當前粒徑測量值;
12、計算模塊,用于計算所述當前粒徑測量值與所述目標粒徑控制區間的偏差,并通過自適應誤差補償生成驅動參數調整指令;
13、修正模塊,用于根據所述驅動參數調整指令,修正所述初始間歇供電方案中的脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間,得到目標間歇供電方案。
14、本發明還提供一種計算機設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器中存儲有計算機程序,所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任一項所述方法的步驟。
15、綜上所述,本發明提供的技術方案通過建立壓電驅動參數與霧滴粒徑的對應關系矩陣,實現了粒徑控制的精確映射,為后續控制提供了準確的數學模型基礎,顯著提高了粒徑控制的目標定位精度。采用分階段控制策略,針對啟動階段、穩定階段和結束階段分別制定最優控制參數,滿足了不同霧化階段的特定粒徑需求,有效解決了傳統單一參數控制難以適應全過程的技術難題。引入間歇供電方案,通過動態調整脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間,實現了對藥液特性變化的快速響應,增強了系統對不同粘度、表面張力和密度藥液的適應能力。集成高精度激光散射技術和分布式規定時間觀測系統,實現了霧滴粒徑的實時高精度監測,克服了傳統開環控制無法感知實際粒徑變化的缺陷,為閉環控制提供了可靠的反饋信號。開發自適應誤差補償算法,針對不同誤差區域采用差異化控制策略,解決了系統參數不確定性問題,保證了在各種擾動條件下的粒徑穩定性。構建網孔堵塞檢測與補償機制,對堵塞狀態進行精確識別并實施相應的參數調整,有效解決了堵塞故障下的粒徑異常問題,確保了治療全程的給藥穩定性。
1.一種壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述采集壓電網式霧化器的原始數據集,并確定目標粒徑控制區間,包括:
3.根據權利要求2所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述根據所述目標粒徑控制區間,創建包含脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間的初始間歇供電方案,包括:
4.根據權利要求1所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述執行所述初始間歇供電方案,通過激光散射傳感器采集當前粒徑測量值,包括:
5.根據權利要求1所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述計算所述當前粒徑測量值與所述目標粒徑控制區間的偏差,并通過自適應誤差補償生成驅動參數調整指令,包括:
6.根據權利要求5所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述根據霧化階段特性對所述初始補償量進行優化調整,使用時變增益策略在不同霧化階段應用不同權重系數,輸出驅動參數調整指令,包括:
7.根據權利要求1所述的壓電網式霧化器的粒徑控制方法,其特征在于,所述根據所述驅動參數調整指令,修正所述初始間歇供電方案中的脈沖頻率、脈沖寬度和脈沖間隔時間,得到目標間歇供電方案,包括:
8.一種壓電網式霧化器的粒徑控制裝置,其特征在于,用于實現權利要求1至7中任一項所述方法的步驟,所述壓電網式霧化器的粒徑控制裝置包括:
9.一種計算機設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器中存儲有計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述方法的步驟。