Разработка локальной системы управления волновым насосом для аппарата "Искусственное сердце"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
КУРСОВАЯ РАБОТА
по диiиплине: Локальные системы управления
Разработка локальной системы управления волновым насосом для аппарата Искусственное сердце
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Техническое задание
.1 Цель курсовой работы
1.2 Технические характеристики системы регулирования
1.3 Функциональная схема
. Выбор и обоснование выбора элементной базы локальной системы управления
.1 Выбор микропроцессора
2.2 Выбор ЦАП
.3 Волновой насос
.4 Усилитель напряжения
2.5 Датчик расхода
3. Расчет датчика обратной связи
4. Расчёт устойчивости системы
.1 Расчёт устойчивости непрерывной системы
.2 Построение переходного процесса
4.3 Определение АЧХ
.4 Расчёт устойчивости дискретной системы
. Построение характеристик дискретной системы и их анализ
.1 Построение переходного процесса дискретной системы
.2 Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ дискретной системы
6. Построение желаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ дискретной системы, ЛАЧХ корректирующего устройства
6.1 Построение желаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ дискретной системы
.2 Построение ЛАЧХ корректирующего устройства
. Синтез корректирующего устройства
.1 Синтез последовательного корректирующего устройства
.2 Построение переходного процесса скорректированной системы
.3 Синтез программного корректирующего устройства
7.4 Выбор корректирующего устройства
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Аппарат "искусственное сердце" - аппарат, обеспечивающий оптимальный уровень кровообращения и обменных процессов в организме больного или в изолированном органе донора; предназначен для временного выполнения функций сердца и лёгких. На основании предшествующих многочисленных работ первый аппарат для искусственного кровообращения теплокровного организма, так называемый автожектор, был создан в 1925 советским учёным С. С. Брюхоненко при помощи этого аппарата советский учёный Н. Н. Теребинский в 1930 экспериментально доказал возможность успешной операции на клапанах сердца. В 1951 итальянские хирурги А. Дольотти и А. Костантини выполнили операцию удаления опухоли средостения, используя АИК. В СССР первую операцию на "сухом" сердце с помощью АИК осуществил в 1957 А. А. Вишневский. АИК включает комплекс взаимосвязанных систем и блоков: "искусственное сердце" - аппарат, состоящий из насоса, привода, передачи и нагнетающий кровь с необходимой для жизнеобеспечения объёмной скоростью кровотока.
В 1986 г. специалистами НИИТиИО было выполнено 17 трансплантаций искусственного сердца "Поиск-10М. Но искусственное сердце с внешним приводом имеет серьезные отрицательные стороны и в настоящее время лишь одна фирма в мире выпускает его. В результате искусственное сердце было вытеснено менее травматичной системой - искусственным левым желудочком (обход левого желудочка). С технической точки зрения сердце представляет собой совокупность сердечных мышц, клапанов и гидропульсаторов. По имеющимся данным основной причиной не долговечности аппаратов "Искусственное сердце" (АИС) и соответственно срока жизни пациента является механическое взаимодействие узлов трения АИС и с плазмой крови. Механические узлы АИС постепенно разрушают плазму крови без возможности её циркуляционной ремиссии. Разработки в области упруго-оболочечных магнитно-жидкостных сенсоров позволяет поставить задачу создания принципиально новых элементов АИС. Возможность получения магнитной жидкости с различными физическими свойствами обуславливает её применение в различных технических устройствах и в медицине. Намагниченная во внешнем магнитном поле она эквивалентна по своим свойствам магнитно-мягким материалам, применяемым в качестве элементов устройств. Магнитные жидкости используются в качестве чувствительного элемента приборов.
Волновой насос (ВН) с магнитожидкостным сенсором (МЖС) представляет собой электрогидравлический элемент для перекачки жидкостей. МЖС будет выполнять функцию поршня волнового насоса, который способен перекачивать жидкость. Отличительной особенностью такого насоса является то, что в нем трение скольжения между гребнем и патрубком отсутствует. Здесь присутствует трение качения. Это свойство волнового насоса является определяющим в медицине при создании аппарата искусственное сердце, где трение скольжения является основной причиной разрушения формообразующих элементов крови - лейкоцитов.
В данной курсовой работе производится синтез системы автоматического управления волновым насосом для аппарата "Искусственное сердце".
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
.1 Цель курсовой работы
Целью данной курсовой работы является разработка ЛСУ волновым насосом (ВН) с магнитожидкостным сенсором (МЖС), представляющий собой электрогидравлический элемент для перекачки жидкостей. Данный элемент, должен нагнетать кровь с необходимой для жизнеобеспечения объёмной скоростью кровотока. Таким образом, нам необходимо управлять расходом перекачиваемой жидкости. Кроме того, система должна отвечать всем заданным в техническом задании параметрам, обеспечивая достаточное быстродействие, а самое главное - точность регулирования.
.2 Технические характеристики системы регулирования
Параметры регулируемой сис