一种静音型制氧机的控制系统及其方法与流程

专利2025-11-05  27


本技术涉及静音型制氧机,具体地,涉及一种静音型制氧机的控制系统及其方法。


背景技术:

1、随着现代社会对医疗健康需求的不断增长,制氧机作为一种重要的医疗设备,其性能和使用体验越来越受到重视。制氧机是指利用分子筛变压吸附原理,通过吸附氮气和其他气体组分来提高氧气浓度的设备,其主要功能是将空气中的氧气分离出来,提供给需要吸氧治疗的患者。

2、传统的制氧机在运行过程中往往伴随着较大的噪音,这不仅影响了患者的治疗体验,还可能对周围环境造成干扰。由此,静音型制氧机应运而生,其在保证氧气供应效率和纯度的基础上降低噪音,成为医疗设备领域的一个研究热点。

3、现有技术中制氧机的控制系统普遍采用pid控制策略。然而,这种控制策略仍然存在一些局限性。例如,制氧机的运行过程中可能存在非线性和时变特性,这些特性对于传统的pid控制器来说,很难通过简单的参数调整来解决。此外,这些参数的设定和调整往往需要大量的实验和验证,这个过程可能非常耗时且复杂。因此,期待一种优化的静音型制氧机的控制系统及其方法。


技术实现思路

1、提供该
技术实现要素:
部分以便以简要的形式介绍构思,这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、第一方面,本技术提供了一种静音型制氧机的控制方法,所述方法包括:

3、获取由流量传感器采集的氧气实时流量值的时间序列;

4、获取设定氧气流量目标值;

5、提取所述氧气实时流量值的时间序列和所述设定氧气流量目标值之间的多阶次偏移量关联特征以得到氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列;

6、将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列中每组对应的氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量分别输入基于门控响应的特征向量动态交互融合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列;

7、基于所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,确定控制指令,所述控制指令用于表示压缩机的转速值应增大、应减小或应保持不变。

8、可选地,提取所述氧气实时流量值的时间序列和所述设定氧气流量目标值之间的多阶次偏移量关联特征以得到氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列,包括:分别计算所述氧气实时流量值的时间序列中的各个氧气实时流量值与所述设定氧气流量目标值之间的差值以得到氧气流量值目标偏移量的时间序列;将所述氧气流量值目标偏移量的时间序列输入一阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列;将所述氧气流量值目标偏移局部时序关联特征向量的序列输入二阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列。

9、可选地,将所述氧气流量值目标偏移量的时间序列输入一阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列,包括:将所述氧气流量值目标偏移量的时间序列输入基于1d-cnn模型的一阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列。

10、可选地,将所述氧气流量值目标偏移局部时序关联特征向量的序列输入二阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列,包括:将所述氧气流量值目标偏移局部时序关联特征向量的序列输入基于双向长短期记忆神经网络模型的二阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列。

11、可选地,将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列中每组对应的氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量分别输入基于门控响应的特征向量动态交互融合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,包括:将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量输入特征联合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量;将所述氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量输入门控响应函数以得到氧气流量偏移信息融合的响应门;以所述氧气流量偏移信息融合的响应门作为权重,来计算所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的按位置加权和以得到所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量。

12、可选地,将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量输入特征联合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量,包括:将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量进行级联以得到所述氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量。

13、可选地,将所述氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量输入门控响应函数以得到氧气流量偏移信息融合的响应门,包括:计算权重参数向量和所述氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量之间的矩阵乘积与偏置项的加和,将加和得到的数值通过sigmoid函数进行非线性激活以得到所述氧气流量偏移信息融合的响应门。

14、可选地,以所述氧气流量偏移信息融合的响应门作为权重,来计算所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的按位置加权和以得到所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量,包括:将所述氧气流量偏移信息融合的响应门作为所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的权重,将一减去所述氧气流量偏移信息融合的响应门的数值作为所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的权重,计算所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的按位置加权和以得到所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量。

15、可选地,基于所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,确定控制指令,所述控制指令用于表示压缩机的转速值应增大、应减小或应保持不变,包括:将所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列输入基于分类器的压缩机控制器以得到所述控制指令。

16、第二方面,本技术提供了一种静音型制氧机的控制系统,所述系统包括:

17、氧气实时流量值获取模块,用于获取由流量传感器采集的氧气实时流量值的时间序列;

18、氧气流量目标值获取模块,用于获取设定氧气流量目标值;

19、多阶次偏移量关联特征提取模块,用于提取所述氧气实时流量值的时间序列和所述设定氧气流量目标值之间的多阶次偏移量关联特征以得到氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列;

20、动态交互融合模块,用于将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列中每组对应的氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量分别输入基于门控响应的特征向量动态交互融合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列;

21、控制指令确定模块,用于基于所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,确定控制指令,所述控制指令用于表示压缩机的转速值应增大、应减小或应保持不变。

22、采用上述技术方案,通过利用基于人工智能的深度学习算法,提取氧气实时流量数据与设定目标值之间的时序偏移变化规律和动态多尺度非线性波动模式,并利用分类器来构建压缩机控制器,以智能化地基于所述时序偏移变化规律和动态多尺度非线性波动模式来判别当下的压缩机转速应当如何调整,从而实现静音型制氧机的自动化控制。

23、本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。


技术特征:

1.一种静音型制氧机的控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,提取所述氧气实时流量值的时间序列和所述设定氧气流量目标值之间的多阶次偏移量关联特征以得到氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列,包括:

3.根据权利要求2所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,将所述氧气流量值目标偏移量的时间序列输入一阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列,包括:

4.根据权利要求3所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,将所述氧气流量值目标偏移局部时序关联特征向量的序列输入二阶时序编码器以得到所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列,包括:

5.根据权利要求4所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量的序列和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的序列中每组对应的氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量分别输入基于门控响应的特征向量动态交互融合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,包括:

6.根据权利要求5所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,将所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量输入特征联合模块以得到氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量,包括:

7.根据权利要求6所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,将所述氧气流量值目标偏移局部多阶时序关联联合特征向量输入门控响应函数以得到氧气流量偏移信息融合的响应门,包括:

8.根据权利要求7所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,以所述氧气流量偏移信息融合的响应门作为权重,来计算所述氧气流量值目标偏移局部一阶时序关联特征向量和所述氧气流量值目标偏移局部二级时序关联特征向量的按位置加权和以得到所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量,包括:

9.根据权利要求8所述的静音型制氧机的控制方法,其特征在于,基于所述氧气流量值目标偏移局部多阶次时序关联融合特征向量的序列,确定控制指令,所述控制指令用于表示压缩机的转速值应增大、应减小或应保持不变,包括:

10.一种静音型制氧机的控制系统,其特征在于,包括:


技术总结
本申请涉及一种静音型制氧机的控制系统及其方法。该方法包括:利用基于人工智能的深度学习算法,提取氧气实时流量数据与设定目标值之间的时序偏移变化规律和动态多尺度非线性波动模式,并利用分类器来构建压缩机控制器,以智能化地基于所述时序偏移变化规律和动态多尺度非线性波动模式来判别当下的压缩机转速应当如何调整,从而实现静音型制氧机的自动化控制。

技术研发人员:高天
受保护的技术使用者:广西力拓医疗科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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