مدل کنترل پیش بینی کننده غیر خطی مقاوم دیابت قندی
چکیده
هدف این مقاله ارائه کردن فرصت طراحی کنترل کننده ی کنترل پیش بینی کننده ی ی مدل غیر خطی بوده و نتایج در سه شبیه سازی کامپیوتری ارائه شده است که در این شبیه سازی ها یک مدل گلوکز غیر خطی باید کنترل شود و یک سطح گلوکز مطلوب باید حفظ شود. مدل گلوکز انتخاب شده یک مدل تفکیک شده غیر خطی با تاخیر زمانی میباشد که پارامتر های آن همراه با عدم قطعیت میباشد. میتوان بدون کاهش شدید گلوکز خونی، سطح گلوکز خون را در گستره ی مورد نظر نگاه داشت. در سومین سناریوی تست، در طول شبیه سازی یک 28 روز کامل، 80% از افزایش گلوکز خون در روز بین 5,5 -10 mmol/l قرار داشت. عملکرد و کران های محاسباتی که در این شرایط وجود دارند، مورد بررسی قرار گرفته و راه حل های احتمالی نیز در انتهای این مقاله ارائه میشود.
مقدمه
دیابت قندی (DM) یکی از بیماری های متابولیک مزمن در ارگانیسم های زنده است که به صورت مکرر در مورد انسان رخ میدهد. DM مرتبط با هورمون های انسولین است که مسئول حفظ کردن سطح گلوکز میباشد ( از طریق تنظیم ورودی گلوکز در سلول های بدن) و هورمون های متابولیسم را مشخص میکند. انواع مختلفی از DM ها وجود دارد. رایج ترین نوع این دیابت ها ، دیابت نوع 1 (T1DM) و نوع 2 DM ( T2DM) میباشد. بیشتر محققانی که از روش های مبتنی بر علوم مهندسی استفاده میکند تلاش دارند تا با تمرکز بر روی این موارد ، گلوکز را در بدن تنظیم کنند. در مورد T1DM ، سلول های تولید کننده ی انسولین بتا در بدن فرد با مشکل رو به رو شده و ازین رو بیمار باید به صورت خارجی از انسولین استفاده کند تا سطح گلوکز خونشان در سطح مناسب باقی بماند. بدون انسولین خارجی، این بیمار ها با ضعف سلولی رو به رو میشوند که به دلیل کمبود انسولین و یا افزایش قند خون به صورت همزمان ایجاد میشود و در صورتی که این شرایط به مدت طولانی در بدن فرد باقی بماند، ممکن است کمای دیابتی ایجاد شده و یا حتی مرگ شود. T2DM در بدن بیمار در دوره های طولانی شکل میگیرد که به دلیل سبک زندگی، ژنتیک، تاثیرات زیست محیطی و یا دیگر عوامل ایجاد میشود.
Abstract
The purpose of this paper is to present a Robust Nonlinear Model Predictive Control controller design opportunity and the results of three in silico test scenarios, where a nonlinear glucose model had to be controlled, and a desired blood glucose level had to be maintained. The chosen glucose model was a two compartmental, nonlinear model with time delay whose parameters were burdened with uncertainty. During the three test scenarios the controller performed well. It could keep the blood glucose level in the desired range without dangerous undershoots. In the third test scenario, during the simulation of 28 full days, 80% of the daily extremes lied between 5,5 - 10 mmol/l. The performance and computational bounds that are present at the moment are addressed and possible solutions are given at the end of the paper.
I. INTRODUCTION
Diabetes Mellitus (DM) is a chronic metabolic disease of the living organisms which frequently occur in case of human beings as well [1]. DM is connected to the insulin hormone which is responsible for maintaining the energy household (via the regulation of the inflow of glucose into body cells) and determinant hormone of the metabolism. Several types of DM are exists. The most common types are the Type 1 DM (T1DM) and Type 2 DM (T2DM) [1]. Most of the researches which use engineering based approaches to deal with the control of blood glucose level are focusing to these types [2]– [4]. In case of T1DM the diabetic patient’s insulin producer β cells necrose and the patients need external insulin intakes to keep their glycemia on a healthy level. Without external insulin, these patients suffer from cell level starving due to the lack of insulin and hyperglycemia at the same time which state holds for long term may cause diabetic coma and becomes fatal [2]. The T2DM evolves in the patient’s body over long period of time caused by lifestyle, genetics, environmental effects and else.
چکیده
مقدمه
الگوریتم RNMPC
مدل تاخیر منفرد
الف) قالب کاری YALMIP
ب) گام های اجرا
ج) سناریو های تست
5. نتایج
الف) سناریو A
ب) سناریو B
ج) سناریو C
جمع بندی
Abstract
I. INTRODUCTION
II. RNMPC ALGORITHM
III. THE SINGLE DELAY MODEL
IV. CONTROLLER DESIGN
A. The YALMIP framework
B. Steps of implementation
C. Test scenarios
V. RESULTS
A. Scenario A
B. Scenario B
C. Scenario C
VI. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه