طراحی کنترل‌کننده مبتنی بر استفاده از مشاهده‌گر حالت برای تنظیم قند خون بیماران دیابت نوع 1

Abstract

در این مقاله، یک کنترل‌کننده غیر‌خطی مبتنی بر استفاده از مشاهده‌گر حالت برای تنظیم غلظت قند خون در بیماران دیابت نوع 1 ارائه شده است. مدل استفاده شده برای بیماری، مدل حداقلی برگمان توسعه یافته است که اختلالات ناشی از وعده غذایی سازگار با هموستاز انسولین-گلوکز در دیابت نوع 1 را در نظر می‌گیرد. برای طراحی کنترل پس‌خورد، از روش پس‌گام استفاده شده است. کنترل‌کننده پیشنهادی نیازی به اندازه‌گیری انسولین و غلظت پلاسما ندارد، درحالی‌که عملکرد و مقاومت آن در برابر عدم قطعیت بهبود یافته است. در شرایط واقعی، فقط غلظت قند خون قابل اندازه‌گیری است و غلظت انسولین و سطح پلاسما توسط مشاهده‌گر حالت تخمین زده می‌شوند و این تخمین‌ها به ‌عنوان پس‌خورد در قانون کنترلی استفاده می‌شوند. پایداری مجانبی کنترل‌کننده با استفاده از قضیه لیاپانوف اثبات شده است و همچنین اثبات شده است که سیستم در حضور عدم قطعیت در پارامتر‌های سیستم و اختلالات خارجی به ‌صورت محدود بودن ورودی-خروجی پایدار است. نتایج تایید می‌کنند که کنترل‌کننده پیشنهادی می‌تواند در حضوراختلالات ناشی از وعده غذایی و نا‌معینی در پارامتر‌های سیستم به ‌صورت مجانبی غلظت قند خون را با تزریق مناسب انسولین کنترل کند.