کنترل مبتنی بر مدل تطبیقی پیش بین برای سیستم قند_انسولین در بیماران دیابتی نوع 1

با توجه به اهمیت کنترل دیابت، در این پایان نامه کنترل حلقه بسته و تطبیقی سیستم گلوکز_انسولین در بیماران دیابتی نوع 1 مورد بحث قرار می گیرد. کنترل حلقه بسته ارائه شده در این پایان نامه شامل سه قسمت فرد بیمار، شناسایی سیستم و کنترل کننده است. در این تحقیق، از یکی از مدل های فیزیولوژیک ارائه شده برای فرد دیابتی به نام مدل hovorka به عنوان بیمار مجازی استفاده می شود. در قسمت شناسایی سیستم با استفاده از شناسایی بر خط سعی می شود تأثیرعوامل خارجی بر دینامیک گلوکز _ انسولین را وارد کار کرده که البته تطبیقی بودن سیستم نیز از همین قسمت ناشی می شود. در واقع در این مرحله با استفاده از روش حداقل مربعات بازگشتی از داده های دریافت شده از بیمار مجازی، مدلی ریاضی (arx و hammerstein) ارائه می شود که این مدل هر ده دقیقه به روز می شود. در قسمت کنترل کننده با استفاده از کنترل پیش بین سعی می شود با وجود تأخیر، کنترل مناسبی روی سیستم اعمال کرده و گلوکز خون در محدوده ی مطلوب تنظیم شود. در این مرحله با اعمال کنترل کننده هایی چون gpc و nmpc بر مدل هایی که در مرحله ی قبل شناسایی شده است، مشخص می شود کنترل پیش بین غیرخطی عملکرد بهتری دارد، لکن گلوکز خون برای مدتی وارد ناحیه هایپوگلایسمی می شود. در نهایت بر خلاف روش رایج که با اضافه کردن کنترل پیش خور سعی در بهبود عملکرد کنترل کننده در دفع اختلال غذا دارد و مستلزم وارد کردن مقدار غذای مصرفی به صورت دستی است، ما با اضافه کردن گلوکز به عنوان یک ورودی کنترل جدید که معادل با تزریق سرم قندی است و چند متغیره کردن کنترل کننده سعی می کنیم عملکرد سیستم کنترل را بهبود دهیم. در این حالت هر چند مشکل هایپوگلایسمی بعد از اعمال اختلال غذا به کلی مرتفع می شود اما مشاهده می شود که کنترل کننده ی nmpc دو ورودی عملکرد بهتری نسبت به gpc دو ورودی دارد و به عنوان کنترل کننده ی ایده آل معرفی می شود.