Automatic optimal-adaptive air-cooling system for brain hypothermia treatment

A new automatic air-cooling system is proposed using a cooling incubator to replace the manual water-cooling blanket which has traditionally been used to lower brain tissue temperature (BTT) in brain hypothermia treatment (BHT). This study concerns its feasibility through a simulation. First, a biothermal model is proposed for the adult incubating system based on the geometric structure and parameters of patients. Its dynamics were carefully examined by two simulation experiments testing its step response and feedback control. Then a model reference adaptive control algorithm was introduced for the automatic regulation of BTT, where the newly developed adult incubating biothermal model, represented by a state equation, was replaced for the hypothermic patient with a cooling blanket, thus introducing a first-order lag system given as its basic characteristic model. Finally, the proposed cooling incubator was controlled by the adaptive control mechanism, which gives a follow-up of BTT to a given reference temperature course, even if a possible environmental change in the therapeutic cooling system exists, including the individual differences of patients and any chronic conditional change. The automatic cooling incubating system based on the air-cooling method was confirmed to be superior to the water-cooling one. Thus, this work supports the possible development of an air-cooling adult incubating system for the automatic regulation of BTT in an intensive care unit (ICU) application.     

Comparison of fuzzy control systems for hypothermal brain temperature regulation

The automatic control system for brain tissue temperature is studied theoretically for brain hypothermia treatment. In order to realize a human-friendly control mechanism, an automatic temperature regulation system is constructed to simulate brain hypothermia treatment by introducing a fuzzy algorithm for possible characteristic changes in patients. The brain temperature model is successfully realized to follow the desired temperature course automatically. The model reference fuzzy control of brain temperature based on water-cooling blankets is verified for clinical application to brain hypothermia treatments through various kinds of simulation experiment. Partly presented at the 16th IFAC World Congress, Prague, July 2005     

Adaptive control of brain temperature for brain hypothermia treatment using Stolwijk-Hardy model

An automatic thermal control system is proposed for the treatment of cerebral injury and inflammation. The system is based on the reference model adaptive control method. It works adaptively according to the difference between individuals, and chronic change of the patients physiological state, and changes in the environmental conditions. Using the human thermal system of the Stolwijk-Hardy model, the brain temperature is dynamically related to the ambient temperature of the head, trunk, and extremities and their metabolic heat production. The dynamic characteristics of brain temperature under various physical conditions, as examined by simulation experiments, provide improved understanding of clinical brain cooling treatment, which simultaneously give good evidence for the validity of the model. The brain temperature is adaptively controlled in accordance with the appropriate physiological state suggested by various clinical experiences. This kind of adaptive control system is useful for the practical implementation of automatic hypothermia control in seriously injured or inflamed brain.     

船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统的设计

为了实现机舱自动化控制,设计了以DSP为控制核心的船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统,并根据系统需求选用了其他相适应的硬件。船舶柴油机缸套冷却水温度是监控主机是否正常运行的一个重要热工参数,但其变化具有滞后特性,在该系统引入史密斯补偿的数字PID控制方法后,解决了水温缓慢变化滞后特性引起系统超调量大和振荡的问题,实现了对象的在线控制。     

蒸发式冷凝器冷却水节能自动控制系统设计

针对矿井冻结法施工中蒸发式冷凝器冷却水系统均采用人工控制的现状,为了简化工序、提高工作效率,设计了一种蒸发式冷凝器冷却水节能自动控制系统。该系统采用浮球液位控制器将蒸发式冷凝器冷却水水位转换为电信号,通过接触器、中间继电器等低压电器控制循环泵通断,实现蒸发式冷凝器冷却水自动循环;采用温度控制器,通过检测冷却水温度控制总蓄水箱中冷却塔开停及系统运行模式,确保冻结法施工制冷系统安全、高效、节能运行。     

基于MATLAB的钢板板空冷温度模拟

为了提高钢板在水冷过程中冷却均匀性和终冷温度准确率,钢板从轧机出来到水冷过程中温度场分布情况显得尤为重要.由于MATLAB编程简单,而且其具有专门求解非稳态导热问题的工具箱,利用Matlab PDE工具箱模拟了钢板空冷过程中温度分布,剖析钢板空冷过程中任意点任意时刻的温度,为钢板水冷过程控制方法提供了指导.     

连铸二冷配水自适应动态优化控制

在常规连铸二冷配水控制方法的基础上,提出了自适应动态配水控制策略,建立了由基础自动控制、 软测量技术和智能控制技术相结合的二级动态配水控制系统．在控制系统中,建立了基于凝固传热理论的软测量模 型,用于实时预测铸坯表面温度;应用基于自整定神经元的多变量PID 控制算法,实现连铸二冷配水动态单元跟踪 控制,使铸坯表面温度保持在目标值范围内．仿真及应用结果表明了所建模型和控制算法的有效性,控制系统对拉 速扰动具有良好的目标温度跟随性能．     

Reduced-order modeling of human body for brain hypothermia treatment

Brain hypothermia treatment (BHT) is an active therapy for severe brain injury. It makes the temperature of the brain track a given temperature input curve so as to reduce the risk of tissue damage. BHT requires a brain-temperature control system because of environmental disturbances and changes in the human body. The thermal models of the human body devised so far are usually of a very high order and are not suitable for controlling brain temperature. This paper presents a method of finding a reducedorder thermal model of the human body for use in BHT. It combines minimal realization and balanced realization. Unlike other methods, this method yields a reduced-order model that is based on system theory and that takes the frequency characteristics of human thermal sensation into account. It features high precision in the frequency band for BHT and is suitable for the control of brain temperature.     

基于出风温湿度检测的冷却塔防白雾控制装置设计

设计一种基于出风温湿度检测的冷却塔防白雾控制装置,该装置可实现出风温湿度参数的实时采集,并进行相应计算,根据计算结果判断冷却塔是否处于雾区,从而实现防白雾水泵的自动变压控制,利用电动阀控制最大进水量,实现较小混水量的消雾,节约成本。     

低负载医学图像自动存档与通讯系统架构

虽然DICOM标准是医学图像存档和通信系统(PACS)中不可或缺的重要组成部分,但由于非DICOM图像在计算机上可以被快捷的浏览和压缩携带,导致了许多医院系统中大量使用的医学图像是非DICOM格式.而这种非DICOM图像却非常不适于医学工作者的诊断和研究.本文利用非DICOM与DICOM格式自动转换技术将DICOM网关的处理下移,设计了一套低负载的医学图像自动传输和存档系统框架.分析表明,该系统与传统的医学图像存档和传输系统相比,在稳定性、兼容性、自动性、可扩充性、可实现性等都有了明显的改善和提高.     

基于医院数据中心的临床全视图构建方法研究

为了提高医院临床管理的精细化程度,更好地满足临床诊疗、科研和医疗质量的需求,需要构建基于医院数据中心的临床全视图系统;当前的临床全视图构建方法,是以数据分块存储的方式进行构建,导致临床医护人员无法获得完整有效的医疗数据,存在临床数据分散、数据不完整等问题;为此,提出一种基于医院数据中心的Paxos算法临床全视图构建方法;仿真实验结果证明,所提方法可以将医疗数据有效地应用到医务人员的临床工作中,达到数据资源利用最大化,帮助医院实现医疗信息化改进和服务创新,使各个异构系统之间的数据进行交互,实现了医疗数据共享,为临床工作的发展提供了可用工具;基于医院数据中心构建的临床全视图具有全面、精准、可共享的特点,在未来医院数据中心控制系统的发展中具有重要作用。     

厂区级冷却供水系统智能控制设计实现

某厂区冷却供水系统只能以手动模式运行,无法实现自动恒压供水,能耗高、设备损耗大,对管网流量波动适应性差;通过重新设计系统Programmable Logic Controller (PLC)程序,进行加减泵逻辑控制和管网压力设置,实现了基于变频器的管网恒压控制;通过水泵轮巡逻辑控制和冗余配置,实现了水泵的自动轮换运行;通过水泵使能功能和管网压力手动设置功能,提高了系统控制的灵活性;通过优化水泵加载条件和触摸屏功能,消除了设备故障对系统自动运行的干扰,提高了系统的鲁棒性。经过10个月运行验证,系统能够长时间稳定工作,冷却供水泵组节能20%以上,实现了智能化控制。     

平行高特:基于ACP的平行痛风诊疗系统框架*

为了解决复杂环境中痛风诊疗的精准决策难题,突破不同医生业务水平对于痛风诊疗的局限,提高痛风诊断的准确率和治疗的有效性,文中提出基于ACP理论的平行痛风诊疗系统框架,称为“平行高特(Gout)”.平行高特通过构建人工痛风诊疗系统以模拟和表示实际痛风诊疗系统,运用计算实验进行各种痛风诊疗模型的训练与评估,借助平行执行对实际痛风诊疗系统进行管理决策与实时优化,实现痛风诊疗过程的自动化与智能化.该平行的诊疗过程可以帮助医生减少误诊误治,提高效率,提升水平,同时也能帮助患者做好慢病管理,远离疾病.考虑到痛风病在当前社会的严重程度,平行高特在痛风诊疗中的应用具有重要的实际意义,是传统医疗模式走向智慧化、平行化的有效途径和自然选择,有利于推进健康中国建设,实现更高水平的全民健康.     

基于模糊理论的中央空调水自动控制系统设计

由于中央空调水系统非线性、大滞后的特点,目前楼宇自控和通用变频器控制方法的节能效果不显著,提出了模糊控制方法,通过负荷预测模糊控制的冷冻水控制和自适应模糊算法的冷却水控制,实现了冷水机组制冷量的供给与末端负荷需求大小相匹配、冷却水系统处于最大效率运行,取得了最大的节能效益。最后完成了冷冻站中央空调水系统的控制设计,并以实际工程测试结果分析了中央空调模糊控制取得节能效果。     

基于同步协作的分布式网上关节置换临床系统

为解决医疗水平的地区性差异,有必要采用网上关节置换临床系统。系统采用基于医学图像图形协作的分布式系统。文章给出系统中的主体模型以及网络拓扑结构,提出了基于令牌机制的双线程协作交互模式。为实现同步协作技术提出事前共享方法,在原有主体模型中加入了事件处理机及本地VRML文件,并对同步协作软件进行了说明。     

基于三菱PLC的液冷自动控制系统

液冷系统是为飞机设备舱或座舱提供符合要求的冷液或热液的一种地面保障设备,其制冷方式为蒸汽压缩式制冷,制热方式为电加热。为满足对液冷设备自动监控的需求,设计了以三菱可编程控制器（PLC）为核心的自动控制系统,合理地控制液冷系统各制冷机组与电加热器的启停,同时能够实现故障报警,并能够对液冷系统的供液流量、温度、压力等参数实现精确的检测和调节。实验数据表明,该系统在运行中具有良好的控制品质。     

基于机器艇与ZigBee的湖泊水质监测系统设计

湖泊是地表水资源的重要载体,为了全面、实时、高效地监测湖泊水环境,设计一种湖泊水质自动监测系统尤为重要;多艘机器艇搭载水温、pH值、溶解氧等传感器,在湖面上组成基于ZigBee的无线传感器网络进行数据采集;水质数据通过无线传感器网络传输到上位机进行分析显示;基于GPS和姿态传感器的运动控制算法实现了机器艇自主航行到指定监测点的功能;实验结果表明,系统实现了对湖泊水质的较大范围实时监测,能满足实际应用需求。     

太阳能热水器自动控制系统设计

太阳能热水器作为三大热水器之一,因其无污染、使用方便、长期投入成本低等特点,而越来越受到人们的青睐,但与之配套的控制器却还一直处于研究和开发阶段,为解决水温水位的自动控制问题,提出了以西门子LOGO!为控制核心。结合水温水位传感变送技术。设计了具有水温水位控制的太阳能热水器自动控制系统,该自动控制系统不仅可全天候不间断提供热水,而且具有防止空烧和高低水温水位报警功能;实践证明,该热水器可提供0～99℃的水温自动调节和20％～100％水位自动控制功能,能满足家庭和工业环境的实际应用。     

一种水冷空调自动控制系统的设计与实现

利用微电脑作为空调控制器不仅能提高空调控制质量和系统可靠性，而且能使空调增加许多新的功能。本文针对一种无氟水冷空调的研制介绍了利用单片机进行空调自动控制的设计与实现。     

基于PLC的液冷系统自动控制

液冷系统是向飞机设备舱或座舱提供符合要求的冷液或热液的地面保障设备，其制冷方式为蒸汽压缩式制冷，制热方式为电加热。为适应液冷系统对自动监控系统的需求，设计了以可编程控制器（PLC）为核心的微电脑控制系统，合理地控制液冷系统各制冷机组与电加热器的启停，同时能够实现故障报警，并能够对液冷系统的供液流量、温度、压力等参数高精度的检测调节。实验数据表明，该控制系统在液冷系统的实际控制中具有良好的控制品质。