CN105031787B - 呼吸机及涡轮控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮控制系统，该涡轮控制系统包括：获取模块，用于从所述呼吸机的检测装置中实时获取所述呼吸机的运行数据；控制模块，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相阶段及吸气相阶段，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。本发明还提供一种呼吸机。通过本发明可以避免涡轮输出的气体的压力或气体的流速过大的波动，提高了呼吸机的快速响应及精度。

Description

呼吸机及涡轮控制系统

技术领域

本发明涉及一种涡轮控制技术，特别涉及一种呼吸机及涡轮控制系统。

背景技术

通常，呼吸机从呼吸相阶段升压到吸气相阶段的升压方式有三种，第一种方式为升压初期在最快的时间(例如，0.2秒)内，达到目标压力的90％范围，如图4所示的s1。第二种方式为匀速压力上升，如图4所示的s2。第三种方式为吸气末端，压力以最快方式上升到目标压力，如图4所示的s3曲线。这三种方式其舒适性各有不同，根据人体呼吸特征，在吸气初期，吸气流速较大，相应地吸气压力也应迅速增大，因此，s1曲线最贴近人体自然呼吸的特征，呼吸机通常采用第一种方式升压。

当前，呼吸机的涡轮控制方法大多采用以压力传感器反馈为双闭环的PID(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分)控制方法，或者应用变积分参数以及经验值的方式来实现所述第一种方式升压。然而，由于涡轮响应的延时时间与多种参数有关，特别是在双水平模式下，涡轮输出的气体的压力或气体的流速的波动较大，如图5所示，△P为稳压下的压力波动，△P1为升压调节的超调量，△P2是降压调节的超调量，△P、△P1及△P2波动过大，影响了呼吸机的快速响应及精度，也影响了呼吸机使用者的舒适性，从而降低了呼吸机的治疗效果。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种呼吸机，其可以避免涡轮输出的气体的压力或气体的流速过大的波动，提高了呼吸机的快速响应及精度，也提高了呼吸机使用者的舒适性，从而增强了呼吸机的治疗效果。

此外，还有必要提供一种涡轮控制系统，其可以避免涡轮输出的气体的压力或气体的流速过大的波动，提高了呼吸机的快速响应及精度，也提高了呼吸机使用者的舒适性，从而增强了呼吸机的治疗效果。

一种呼吸机，该呼吸机包括检测装置、存储单元、处理单元。该检测装置，用于检测所述呼吸机，以得到所述呼吸机的运行数据。该存储单元，用于存储涡轮控制系统及其运行数据。该处理单元，用于调用并执行所述涡轮控制系统以执行如下步骤：A.从所述检测装置中实时获取所述运行数据；B.根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相阶段及吸气相阶段，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

优选地，所述检测装置包括压力传感器，所述运行数据包括所述压力传感器检测的压力，所述预设的切换规则为：当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮进行控制；当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮进行控制。

优选地，所述检索控制机制的原理为：实时接收所述检测装置中压力传感器的压力及流量传感器的流量，当检索到所述压力在预设范围内时，结合当前的控制量以及流量，采用检索控制机制的多元控制关系式对所述涡轮的控制量进行修正。

优选地，所述精确控制机制的工作原理：采用压力反馈及涡轮电流反馈的双闭环PID控制，以应对由于涡轮的输出的气体的流量突变引起的压力激增或骤降。

优选地，所述检测装置包括压力传感器，所述运行数据包括所述压力传感器检测的压力，所述处理单元调用所述涡轮控制系统，还执行如下步骤：C.根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相升压到吸气相的阶段，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的吸气相压力，则采用模糊控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的吸气相压力，则关闭所述模糊控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；D.根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于吸气相降压到呼气相的阶段，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的呼气相压力，采用刹车控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的呼气相压力，关闭所述刹车控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

优选地，所述模糊控制机制的工作原理：记录所述呼吸机升压到所述预设百分比的吸气相压力的时间，结合所述压力、时间信息、所述涡轮的控制量，采用模糊控制机制的多元控制关系式对所述涡轮进行开环控制。

优选地，所述刹车控制机制的工作原理：结合所述涡轮硬件驱动的刹车功能，以可控点刹的方式实现所述涡轮输出的气体的压力迅速下降。

一种涡轮控制系统，运行于上述呼吸机中，该系统包括：获取模块，用于从所述呼吸机的检测装置中实时获取所述呼吸机的运行数据；控制模块，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相阶段及吸气相阶段，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

优选地，所述检测装置包括压力传感器，所述运行数据包括所述压力传感器检测的压力，所述控制模块还用于：根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相升压到吸气相的阶段，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的吸气相压力，则采用模糊控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的吸气相压力，则关闭所述模糊控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于吸气相降压到呼气相的阶段，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的呼气相压力，采用刹车控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的呼气相压力，关闭所述刹车控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

相较现有技术，本发明可以避免涡轮输出的气体的压力或气体的流速过大的波动，提高了呼吸机的快速响应及精度，也提高了呼吸机使用者的舒适性，从而增强了呼吸机的治疗效果。

附图说明

图1为本发明涡轮控制系统较佳实施例的系统架构图。

图2为图1中涡轮控制系统较佳实施例的功能模块图。

图3为本发明涡轮控制方法较佳实施例的具体实施流程图。

图4为呼吸机双水平模式的升压曲率介绍的示意图。

图5为现有技术中呼吸机双水平模式的压力输出的示意图。

图6为本发明呼吸机双水平模式的压力输出控制较佳实施例的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明涡轮控制系统较佳实施例的系统架构图。该涡轮控制系统10运行于呼吸机1中。所述呼吸机1可以是，但不限于，无创呼吸机、有创呼吸机、气动气控呼吸机、电动电控呼吸机、气动电控呼吸机等其它任意类型的具有网络连接功能的呼吸机。所述呼吸机1除了包括所述涡轮控制系统10，还包括涡轮11、检测装置12、输入/输出单元13、处理单元14及存储单元15。

该涡轮11用于驱动所述呼吸机1。

所述检测装置12用于当所述呼吸机1运行时，检测所述呼吸机1的运行数据。所述运行数据包括多个运行数据项，所述运行数据项包括，但不限于，呼吸机1的压力、呼吸机1的流量、呼吸机1的温湿度、呼吸机1的氧气浓度、呼吸机1的海拔高度等数据。所述呼吸机1的检测装置包括多个类型的传感器，所述传感器可以是，但不限于，压力传感器、流量传感器、温湿度传感器、氧气浓度传感器、大气压力传感器等。每一种类型的传感器检测一个运行数据项，例如，所述压力传感器检测所述呼吸机1的压力，所述流量传感器检测所述呼吸机1的流量、所述温湿度传感器检测所述呼吸机1的温湿、所述氧气浓度传感器检测所述呼吸机1的氧气浓度、所述大气压力传感器检测所述呼吸机1的海拔高度。需要说明的是，所述运行数据是所述呼吸机1运行的依据，具体地说，当所述运行数据发生变动时，所述呼吸机1相关设备(例如，电压器、风机等)的参数(例如，电压、风扇转速等)也会相应变动，以适应调整后的运行数据，例如，若用户需要提高所述运行数据中呼吸机1的流量，可以通过增加电压器的电压来实现，或通过控制风机的转速来实现。

该输入/输出单元13，用于提供人机交互界面，以供用户输入控制指令，且输出显示呼吸机1对控制指令的响应数据。

该处理单元14，用于调用并执行该涡轮控制系统10，以用于控制所述涡轮11。

该存储单元15，用于存储该涡轮控制系统10，及该涡轮控制系统10的运行数据。

如图2所示，为图1中涡轮控制系统的功能模块图。该涡轮控制系统10包括设置模块101，获取模块102及控制模块103。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明以下对软件描述都以模块描述。

以下结合具体实施例来阐述该涡轮控制系统10的功能。

该设置模块101，用于在所述呼吸机1中设置检索控制机制、精确控制机制、模糊控制机制及刹车控制机制。所述设置模块101还用于设置预先确定的呼吸相压力(即IPAP压力)及预先确定的吸气相压力(即EPAP压力)。

所述检索控制机制、精确控制机制、模糊控制机制及刹车控制机制用于在所述呼吸机1处于不同的阶段时，采用对应的控制机制对所述涡轮11进行控制。为了方便描述，所述检索控制机制表示为k1，所述精确控制机制表示为k2，所述模糊控制机制表示为k3，所述刹车控制机制表示为k4，这四种控制机制在所述呼吸机1处于不同的阶段时启动，不同的阶段之间无缝衔接，描绘压力控制输出曲线，取长补短，使得双水平输出的压力快速且平滑，如图6所示。

所述检索控制机制的原理为：实时接收所述检测装置12中压力传感器的压力及流量传感器的流量，当检索到所述压力在预设范围内时，结合当前的控制量以及流量，采用检索控制机制的多元控制关系式对所述涡轮1的控制量进行修正。其中，所述检索控制机制的多元控制关系式由如下公式表示：Z＝a*X/Y+b，其中Z表示对所述涡轮1的控制量、X为压力、Y为流量、a及b为常数。需要说明的时，所述检索控制机制的多元控制关系式还可以用其它公式表示，例如，Z＝a*X/Y²+b，其中Z表示对所述涡轮1的控制量、X为压力、Y为流量、a及b为常数。用户可以在大量的数据统计之后得出所述检索控制机制的多元控制关系式。

所述精确控制机制的工作原理：采用以压力反馈，涡轮电流反馈的双闭环PID(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分)控制，以应对由于涡轮11输出的气体的流量突变引起的压力激增或骤降。

所述模糊控制机制的工作原理：记录所述呼吸机1升压到预设百分比(例如，90％)的吸气相压力的时间，结合所述压力、时间信息、涡轮11的控制量，采用模糊控制机制的多元控制关系式对所述涡轮11进行开环控制。需要说明的是，当达到90％吸气相压力时，关闭模糊控制机制。其中，所述模糊控制机制的多元控制关系式由如下公式表示：Z＝c*X+dT+f，其中Z表示对所述涡轮1的控制量、X为压力、T为升压到预设百分比(例如，90％)的吸气相压力的时间、c、d及f为常数。需要说明的时，所述检索控制机制的多元控制关系式还可以用其它公式表示，例如，Z＝c*X*T+d，其中Z表示对所述涡轮1的控制量、X为压力、T为升压到预设百分比(例如，90％)的吸气相压力的时间、c及d为常数。用户可以在大量的数据统计之后得出所述模糊控制机制的多元控制关系式。

所述刹车控制机制的工作原理：结合所述涡轮11硬件驱动的刹车功能，以可控点刹的方式实现所述涡轮11输出的气体的压力迅速下降，直到压力达到预设百分比(例如，110％或其它百分比)的呼气相压力后，关闭刹车控制机制。所述可控点刹的方式是指在预设时间内(如图6所示的t4至t5之间的时间段内)以预设的间隔时间(例如，15毫秒每次)每次降低一次所述涡轮11输出的气体的压力，例如，若t4至t5为60毫秒，则在第0毫秒、第15毫秒、第30毫秒、第45毫秒及第60毫秒降低一次所述涡轮11输出的气体的压力。

当所述呼吸机1处于呼气相阶段或吸气相阶段时，采用所述检索控制机制及精确控制机制(即k1+k2)对所述涡轮11进行控制。

具体地说，如图6所示，当所述呼吸机1处于呼气相阶段(0到t0之间时间段及t6之后的时间段)或吸气相阶段(t2到t4之间的时间段)时，采用所述检索控制机制及精确控制机制(即k1+k2)对所述涡轮11进行控制。需要说明的是，在当所述呼吸机1处于呼气相阶段或吸气相阶段时，并不是同时采用所述检索控制机制及精确控制机制，而是在所述检索控制机制及精确控制机制之间进行切换。具体而言，当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮11进行控制，当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮11进行控制，使得曲线过度平滑，防止了稳压下的压力波动过大，例如，防止如图5中的压力波动△P变动过大。也就是说，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换。所述预设的切换规则为：当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮进行控制；当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮进行控制。

当所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，90％或95％或其它百分比)的吸气相压力时，采用模糊控制机制(即k3)对所述涡轮11进行控制。具体地说，如图6所示，当所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比的吸气相压力时，即处于图6中的t0到t1之间时间段，则采用所述模糊控制机制(即k3)对所述涡轮11进行控制。

当所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力达到预设百分比的吸气相压力时，关闭模糊控制机制(k3)，并采用精确控制机制(即k2对所述涡轮11进行控制。具体地说，如图6所示，当所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且IPAP呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力达到预设百分比的吸气相压力时，即处于图5中的t1到t2之间时间段，则采用所述精确控制机制(即k2)对所述涡轮11进行控制，使得曲线过度平滑，防止了升压调节的超调量波动过大，例如，防止如图5中升压调节的超调量△P1变动过大。

当所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，110％或其它百分比)的呼气相压力时，采用刹车控制方法(即k4)对所述涡轮11进行控制。具体地说，如图6所示，当所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比的呼气相压力时，即处于图6中的t4到t5之间时间段，则采用所述精确控制机制(即k4)对所述涡轮11进行控制。

当所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比(例如，110％或其它百分比)的呼气相压力时，关闭刹车控制机制(即k4)，并采用精确控制方法(即k2)对所述涡轮11进行控制。具体地说，如图6所示，当所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力达到预设百分比的呼气相压力时，即处于图6中的t5到t6之间的时间段，则采用所述精确控制机制(即k2)对所述涡轮11进行控制，使得曲线过度平滑，防止了降压调节的超调量波动过大，例如，防止如图5中降压调节的超调量△P1变动过大。

该检测模块102，用于从呼吸机1的检测装置12中实时获取运行数据。在本实施例中，所述检测模块102从所述检测装置12的压力传感器获取压力、从所述检测装置12的流量传感器获取流量，从呼吸机1的时钟获取时间信息。

该控制模块103，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相阶段及吸气相阶段时，并采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。也就是说，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换。具体而言，所述预设的切换规则为：当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮11进行控制；当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮11进行控制。

该控制模块103，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，90％)的吸气相压力时，采用模糊控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。

该控制模块103，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比(例如，90％)的吸气相压力时，采用精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。

该控制模块103，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，110％)的呼气相压力时，采用刹车控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。

该控制模块103，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比(例如，110％)的呼气相压力时，采用精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。

如图3所示，为涡轮控制方法较佳实施例的具体实施流程图。

需要强调的是：图3所示流程图仅为一个较佳实施例，本领域的技术人员当知，任何围绕本发明思想构建的实施例都不应脱离于如下技术方案涵盖的范围。

以下是结合本实施例逐步实现控制所述呼吸机1的涡轮11。

步骤S10，该设置模块101设置检索控制机制、精确控制机制、模糊控制机制及刹车控制机制。在其它实施例中，所述检索控制机制、精确控制机制、模糊控制机制及刹车控制机制也可以预先存储于所述呼吸机1中，若所述呼吸机1已经存储有所述检索控制机制、精确控制机制、模糊控制机制及刹车控制机制，则步骤S10可以省略。

步骤S11，该检测模块102从呼吸机1的检测装置11中实时获取运行数据。在本实施例中，所述检测模块102从所述检测装置12的压力传感器获取压力、从所述检测装置12的流量传感器获取流量，从呼吸机1的时钟获取时间信息。

步骤S12，该控制模块103根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相阶段或吸气相阶段，并采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。也就是说，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换。具体而言，所述预设的切换规则为：当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮11进行控制；当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮11进行控制。所述确定所述呼吸机1处于呼气相阶段或吸气相阶段的方式为：通过所述时间信息进行确定。例如，如图6所示，若当期时间处于0到t0之间时间段及t6之后的时间段，则所述呼吸机1处于呼气相阶段。若当期时间处于t2到t4之间的时间段，则所述呼吸机1处于吸气相阶段。所述确定所述呼吸机1处于呼气相阶段或吸气相阶段的方式还可以为：通过所述压力进行确定。若所述压力处于预先确定的呼气相阶段的压力范围时，所述呼吸机1处于呼气相阶段。若所述压力处于预先确定的吸气相阶段的压力范围，所述呼吸机1处于吸气相阶段。

步骤S13，该控制模块103根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，90％)的吸气相压力，采用模糊控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。所述确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比的吸气相压力的方式为：通过所述时间信息进行确定，例如，当所述呼吸机1处于图6中的t0到t1之间时间段，则确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比的吸气相压力。所述确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比的吸气相压力的方式还可以为：通过所述压力进行确定。若所述压力处于预设升压范围且所述压力低于预设百分比的吸气相压力，所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力低于预设百分比的吸气相压力。

步骤S14，该控制模块103根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比(例如，90％)的吸气相压力，关闭所述模糊控制机制，采用精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。所述确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比的吸气相压力的方式为：通过所述时间信息进行确定，例如，当所述呼吸机1处于图6中的t1到t2之间时间段，则确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比的吸气相压力。所述确定所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比的吸气相压力的方式还可以为：通过所述压力进行确定。若所述压力处于预设升压范围且所述压力大于预设百分比的吸气相压力，所述呼吸机1处于呼气相升压到吸气相的阶段且所述压力大于预设百分比的吸气相压力。

步骤S15，该控制模块103根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比(例如，110％)的呼气相压力，采用刹车控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。所述确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比的呼气相压力的方式为：通过所述时间信息进行确定，例如，当所述呼吸机1处于图6中的t4到t5之间的时间段，则确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比的呼气相压力。所述确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比的呼气相压力的方式还可以为：通过所述压力进行确定。若所述压力处于第二预设降压范围且所述压力低于预设百分比的呼气相压力，所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力低于预设百分比的呼气相压力。

步骤S16，该控制模块103根据所述运行数据确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比(例如，110％)的呼气相压力，关闭所述刹车控制机制，采用精确控制机制对所述呼吸机1的涡轮11进行控制。所述确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比的呼气相压力的方式为：通过所述时间信息进行确定，例如，当所述呼吸机1处于图6中的t5到t6之间的时间段，则确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比的呼气相压力。所述确定所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比的呼气相压力的方式还可以为：通过所述压力进行确定。若所述压力处于预设降压范围且所述压力达到预设百分比的呼气相压力，所述呼吸机1处于吸气相降压到呼气相的阶段且所述压力达到预设百分比的呼气相压力。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种呼吸机，其特征在于，该呼吸机包括：

检测装置，用于检测所述呼吸机，以得到所述呼吸机的运行数据；

存储单元，用于存储涡轮控制系统及其运行数据；

处理单元，用于调用并执行所述涡轮控制系统以从所述检测装置中实时获取所述运行数据；以及

根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相阶段及吸气相阶段，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；

所述检测装置包括压力传感器，所述运行数据包括所述压力传感器检测的压力，所述处理单元调用所述涡轮控制系统以根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相升压到吸气相的阶段，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的吸气相压力，则采用模糊控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的吸气相压力，则关闭所述模糊控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；以及

根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于吸气相降压到呼气相的阶段，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的呼气相压力，采用刹车控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的呼气相压力，关闭所述刹车控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

2.如权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述预设的切换规则为：当所述运行数据中的压力在预设范围内时，采用所述检索控制机制对所述涡轮进行控制；当所述运行数据中的压力不在预设范围内时，采用所述精确控制机制对所述涡轮进行控制。

3.如权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述检索控制机制的原理为：实时接收所述检测装置中压力传感器的压力及流量传感器的流量，当检索到所述压力在预设范围内时，结合当前的控制量以及流量，采用检索控制机制的多元控制关系式对所述涡轮的控制量进行修正。

4.如权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述精确控制机制的工作原理：采用压力反馈及涡轮电流反馈的双闭环PID控制，以应对由于涡轮的输出的气体的流量突变引起的压力激增或骤降。

5.如权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述模糊控制机制的工作原理：记录所述呼吸机升压到所述预设百分比的吸气相压力的时间，结合所述压力、时间信息、所述涡轮的控制量，采用模糊控制机制的多元控制关系式对所述涡轮进行开环控制。

6.如权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述刹车控制机制的工作原理：结合所述涡轮硬件驱动的刹车功能，以可控点刹的方式实现所述涡轮输出的气体的压力迅速下降。

7.一种涡轮控制系统，运行于权利要求1至6任一项所述的呼吸机中，其特征在于，该系统包括：

获取模块，用于从所述呼吸机的检测装置中实时获取所述呼吸机的运行数据；

控制模块，用于根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相阶段及吸气相阶段，若所述呼吸机处于呼气相阶段或吸气相阶段，则按预设的切换规则轮换采用检索控制机制及精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。

8.如权利要求7所述的涡轮控制系统，其特征在于，所述检测装置包括压力传感器，所述运行数据包括所述压力传感器检测的压力，所述控制模块还用于：

根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于呼气相升压到吸气相的阶段，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的吸气相压力，则采用模糊控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于呼气相升压到吸气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的吸气相压力，则关闭所述模糊控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；

根据所述运行数据确定所述呼吸机是否处于吸气相降压到呼气相的阶段，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力低于预设百分比的呼气相压力，采用刹车控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制；或者，若所述呼吸机处于吸气相降压到呼气相的阶段，且所述运行数据中的压力大于预设百分比的呼气相压力，关闭所述刹车控制机制，采用所述精确控制机制对所述呼吸机的涡轮进行控制。