سایت مرجع دانلود پایان نامه -پشتیبانی 09361998026

پایان نامه كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامتر آن توسط الگوريتم ژنتيك

ارسال شده در رشته کامپیوتر(نرم افزار ، سخت افزار و فناوری اطلاعات)

تعداد صفحات پایان نامه: 120 صفحه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد

پايان نامه كارشناسي كامپيوتر ـ سخت افزار

 موضوع:

كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامترهاي آن توسط الگوريتم ژنتيك

 كيوان قندهاري نيا

استاد راهنما :

خانم دكتر ويسي

كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامترهاي آن توسط الگوريتم ژنتيك

فشارخون بالا زماني ايجاد مي شود كه فشارخون در ديواره رگ ها بيش از حد معمول بالا رود كه اين وضعيت بسيار خطرناك است چون گاهي اوقات تاْثيرات مخرب آن در مرور زمان افزايش مي يابد ، پس ثابت نگه داشتن سطح فشارخون در حالت نرمال حائز اهميت است . کنترل PID به دليل سادگی و مقاوم بودن آن تا کنون در کنترل بسياری از پروسه های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. معمولا در کاربردهای صنعتی، پارامترهای کنترلر PID به صورت دستی و با سعی و خطا تنظيم می شود. تنظيم پارامترهای کنترلر به صورت دستی، کارايی آن را به ويژه در شرايطی که زمان اهميت دارد و نيز در مواردی که پارامترهای پلانت از قبل مشخص نباشد، کاهش می دهد. لذا در سالهای اخير کار تحقيقاتی زيادی در زمينه تنظيم اتوماتيک پارامترهای کنترلر PID انجام گرفته و از بسياری از تکنيک های هوشمند مانند الگوريتم های ژنتيک، بهينه سازی انبوه ذرات و … برای تنظيم پارامترهای اين کنترلر استفاده شده است.

در اين پايان نامه، از الگوريتم ژنتيک جهت تنظيم پارامترهای کنترلر PID استفاده شده است. تنظيم اتوماتيک پارامترهای کنترلر توسط الگوريتم ژنتيک، دقت و سرعت کنترلر را به طرز قابل توجهی بهبود بخشيده و انعطاف کنترلر را برای برخورد با سيستمهای مختلف افزايش می دهد. کنترلر PID-GA پيشنهادی ، جهت تنظيم نرخ تزريق دارو به منظور کنترل فشار خون بيمار مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج شبيه سازی ها نشان می دهد که اين کنترلر با دقت و سرعت مناسب، سطح فشار خون بيمار را به حالت نرمال برمی گرداند و تغيير پارامترهای بيمار نيز در کارايی کنترلر تاثيری نخواهد داشت.

فصل اول : مقدمه

امروزه كنترل اتوماتيك ، نقش مهمي در پزشكي مدرن ايفا مي نمايد . از كاربردهاي كنترل در پزشكي ، سيستم هاي تزريق انسولين[1،2] ، كنترل تنفس[3،4] ، قلب مصنوعي[5،6] و كنترل اندام هاي مصنوعي[7] را ميتوان نام برد.

از ديگر كاربردهاي مهم و حياتي كنترل در پزشكي ، كنترل فشار خون است . بطور ساده مي توان گفت ، فشار خون متناسب با برون ده قلبي و مقاومت رگ ها است ، لذا براي كاهش فشار خون در فشار خون بالا مي توان ، برون ده قلبي و يا مقاومت رگي را كاهش داد.[8] روش معمول براي كاهش فشار خون ، كم كردن مقاومت رگي ، از طريق تزريق داروهاي بازكننده رگ است .

داروي كاهنده فشار خون مورد استفاده در اين پايان نامه ، داروي سديم نيترو پروسايد است كه از طريق مهار پيام عصبي از گره هاي سمپاتيك و پاراسمپاتيك فشارخون را كاهش مي دهد . [9،10]

مي توان گفت ، يكي از مهمترين عوامل در عمل جراحي كنترل فشارخون است .[11] زيرا در اين حالت افزايش فشارخون ممكن است ، به خونريزي شديد و حتي مرگ بيمار منجر گردد . به طور كلي ،    مي توان كنترل فشار خون در عمل جراحي را به دو دسته كلي كنترل فشار در حين عمل جراحي و بعد از عمل جراحي تقسيم بندي نمود .

كنترل فشار خون بعد از عمل جراحي ، معمولاً در بيماران قلبي كه عمل باي پس عروق كرونري داشته اند انجام مي گيرد ،[12،13] زيرا در اين بيماران خطر افزايش فشار خون وجود دارد .كنترل فشار خون در حين عمل جراحي از اهميت ويژه اي برخوردار است ، از دلايل آن مي توان به كاهش خون ريزي داخلي ، آشكارسازي جزئيات ساختارهاي آناتومي بدن كه ممكن است توسط خونريزي محو شده باشند و همچنين تسريع و تسهيل در عمل جراحي ، اشاره كرد .[14]

محققين زيادي در رابطه با كنترل فشار خون به تحقيق پرداخته اند . در اواخر دهه ۱٩٧٠ سيستم هاي كنترل فشارخون گسترش زيادي يافتند . شپارد [15] يك كنترل كننده PID را براي كنترل فشار خون بكار برد ، ولي اين كنترل كننده نتوانست نسبت به اختلافات جزئي پاسخ به داروهاي هايپوتنسيو عملكرد خوبي داشته باشد . استفاده از كنترل تطبيقي توسط ويدرو [16] ، آنسپارگر و همكارانش[17] بررسي شد ، ولي اين روش نيز نسبت به اغتشاشهاي موجود ، كارايي خوبي نداشت . كويوو [18]، سيستم كنترل فشار خوني را در يك سطح پايين نگه مي داشت ولي محدوده فشارخوني كه مي تواست به عنوان مرجع در نظر گرفته شود ، كم بود . فوكوي و ماسوزاوا [19] از منطق فازي براي كنترل فشار خون استفاده كردند ، بطوريكه فشار خون را در يك سطح بالا ، براي بعضي كاربردهاي پزشكي ، كنترل مي نمودند ولي نوسانات به سادگي در پاسخ ظاهر مي شدند ، زيرا وجود زمان مرده در پاسخ را در مرحله طراحي در نظر نگرفته بودند .[47]

الگوريتم ژنتيك ، يك روش بهينه سازي تصادفي است كه ايده اوليه آن از مكانيسم انتخاب طبيعي و ژنتيك تكاملي گرفته شده است ،[20] اين روش بهينه سازي با روش جستجوي موازي از مؤثرترين روش هاي بهينه سازي است .

در اين پروژه ، با استفاده از الگوريتم ژنتيك و الگوريتم هاي هم تكاملي هم كارانه ، كنترل كننده PID بهينه براي كنترل فشارخون حين عمل جراحي طراحي گرديده است . با استفاده از اين روش ، مي توان سطح فشار خون را در سطح دلخواه با خطاي حالت ماندگار صفر تنظيم نمود .

در فصل دوم اين پايان نامه ، در رابطه با فشار خون و روش هاي درمان پزشكي آن صحبت خواهد شد . فصل سوم به بررسي كنترلر PID و الگوريتم ژنتيك و مدل هاي رياضي موجود براي سيستم فشارخون و همچنين تنظيم پارامترهاي كنترلر PID با استفاده از الگوريتم ژنتيك ، اختصاص داده مي شود . در فصل چهارم الگوريتم هاي هم تكاملي هم كارانه و استفاده از آن ها براي تنظيم پارامترهاي كنترلر PID مورد بحث قرار خواهد گرفت . در فصل پنجم نتايج به دست آمده از شبيه سازي سيستم فشار خون و طراحي كنترلر آن مورد مطالعه قرار گرفته و در نهايت در فصل ششم ، نتايج بدست آمده از اين تحقيق بيان شده و پيشنهاداتي براي مطالعات آينده ارائه خواهد گرديد .

فصل دوم : بیماری فشارخون و روش های درمان پزشکی

2-1 مقدمه

در فصل قبل اهميت ويژه كنترل اتوماتيك فشارخون در حين عمل جراحي و همچنين تحقيقاتي را كه در اين رابطه محققين زيادي انجام داده اند اشاره شد ، حال مي خواهيم در مورد بيماري فشار خون مفصل تر بحث كنيم .

دستگاه قلب و عروق بدن انسان از یک پمپ با عنوان قلب و کیلومتر ها راه ارتباطی بین اعضا سراسر بدن با عنوان عروق تشکیل شده است.[25]

خون تصفیه شده توسط یک رگ بزرگ با عنوان آئورت از قلب خارج می شود، در مسیر خود به قسمت های کوچکتر تقسیم شده و پس از چندین تقسیم سر انجام به مویرگ های کوچکی تبدیل می شود که به خاطر داشتن منافذ ریز در مسیر خود، کار تبادل مواد و انرژی را با بافت ها انجام می دهند.

این مویرگ های کوچک خود مجددا بزرگ و بزرگتر شده و سرانجام از به هم پیوستن همه ی آنها دو سیاهرگ فوقانی و تحتانی بزرگ بوجود آمده که خون را به قلب وارد می کنند. این خون توسط شریان ریوی به ریه ها برده شده و پس از تصفیه مجددا به قلب بر می گردد تا همان طور که در ابتدا گفته شد توسط شریان آئورت از قلب خارج گردد.

به طور تقریبی کل خونی که در دستگاه قلب و عروق جریان دارد، چیزی حدود 5 لیتر است و تمام این 5 لیتر در طول یک دقیقه به قلب وارد شده و از آن خارج می شود. برای آنکه خون بتواند در بدن و در درون رگ ها گردش داشته باشد لازم است که همواره دارای فشار باشد، این فشار را قلب تامین می کند، یعنی با استفاده از قدرت عضلانی خود باز و بسته شده و خون را به گردش در می آورد.

در انتهای هر بار باز شدن، چیزی حدود 100 میلی لیتر خون در قلب وجود دارد که وقتی بسته می شود حدود 80-70 درصد آن وارد ابتدای آئورت می کند. وقتی این خون وارد ابتدای آئورت، می شود، فشاری ایجاد می کند که به آن فشار ماکزیمم گفته می شود، حالا قلب شروع به باز شدن می کند تا خون را از ریه ها و همچنین از قسمت های مختلف بدن وارد خود کند. اکنون دریچه ای که در ابتدای آئورت وجود دارد بسته می شود و خون راهی ندارد جز اینکه در مسیر آئورت به راه خود ادامه دهد. خونی که وارد ابتدای آئورت شده بود و فشار ماکزیمم را ایجاد می کرد اکنون به تدریج کم می شود و بدنبال آن طبیعی است که فشار آن هم کم شود اما این فشار به صفر نمی رسد زیرا در مسیر تخلیه آئورت زمانی می رسد که قلب پر شده و مجددا می خواهد خون خود را تخلیه کند. فشار درون شریان آئورت، قبل از باز شدن مجدد دریچه، فشار مینیمم نامیده می شود. از آنجایی که دیواره ی عروق بزرگ و از جمله آئورت خاصیت الاستیسیته دارند ، این فشار ها در مسیر رگ های بزرگ بدن قابل انتقال و همچنین قابل اندازه گیری هستند. . فشار خون سرخرگ ها بوسیله میزان تلاش قلب و سلامتی عروقی خونی مشخص می شود. فشار خون بالا یا هیپرتاسیون زمانی رخ می دهد که این فشار افزایش یابد.

با توجه به آنچه گفته شد فشار خون در قسمت های مختلف بدن، قابل اندازه گیری است اما بر اساس تجربه بهترین محل اندازه گیری فشار خون، قسمت فوقانی ساعد است.

برای اندازه گیری هر چیزی واحدی وجود دارد و واحد اندازه گیری فشار خون یا در واقع واحد اندازه گیری فشاری که در ابتدای آئورت وجود دارد میلی متر جیوه است که البته در محاوره و در گفتگو های میان پزشک و بیمار بخاطر سهولت از واحد بزرگ تر یعنی سانتی متر جیوه استفاده می شود.

2-2 تعريف فشار خون

فشار خون از نظر همودینامیک عبارتست از نیرویی که خون بر دیواره رگ هایی که در آن جریان دارد وارد می کند. ازدیاد فشار خون از افزایش برون ده قلبی با بالا رفتن مقاومت عروقی و یا هر دو ناشی می شوند. مطالعات مختلف نشان داده که در تمام سطوح فشار خون، خطر مرگ و میر در اثر بیماری های قلبی عروقی متناسب با بالا رفتن میزان فشار خون افزایش می یابد. در واقع نمی توان مرز مشخصی را به عنوان مرز فشار خون طبیعی و فشار خون بالا تعریف کرد، چون فشار خون متغیری است که به صورت پیوسته در جامعه توزیع شده و معیار مشخصی برای طبیعی و یا غیر طبیعی بودن آن وجود ندارد. در واقع فشار خون بالا سطحی از فشار خون است که در آن فواید درمان، بیش از خطر های عدم درمان باشد. فشار خون طبیعی بر اساس فشار سیستولی پایین تر از 120mmHg و برای فشار خون دیاستولی پایین تر از 80mmHg است و فشار خون دیاستولی 80 تا 90 و سیستولی 120 تا 139 به عنوان پره هایپرتانسیون شناخته می شود. شیوع فشار خون بالا در جوامع گوناگون متفاوت بوده و از حدود 10 تا 60 درصد متغیر می باشد. هر چه فشار خون بیشتر باشد، خطر بیماری های قلبی عروقی بیشتر و امید به زندگی کمتر خواهند بود.

فشار خون بالا زمانی ایجاد می شود، که فشار خون در دیواره ی رگ ها بیش از حد معمول بالا رود. این وضعیت بسیار خطرناک است، زیرا گاهی اوقات تاثیرات مخرب آن در مرور زمان افزایش می یابد و حتی ممکن است تا زمانی که به بالاترین حد ممکن نرسیده باشد، مشخص نشود، این مسئله باعث شده است که گاهی از فشار خون به “کشنده آرام” هم یاد کنند. مخالف آن یعنی فشار خون پایین زمانی اتفاق می افتد که فشاری که خون را در رگ ها به سمت قلب و مغز و سایر اعضا داخلی بدن می رساند، بسیار کم شود که باعث سر گیجه و منگی می شود.

فشار خون طبیعی اغلب متغیر است. میزان فشار خون از فردی به فرد دیگر تغییر کرده و در هر فرد طی روز به طور طبیعی بر اساس کار قلب بالا یا پایین می رود. با افزایش سن فشار خون به آرامی بالا می رود. در یک فرد جوان طبیعی، متوسط فشار خون حدود 80/120 است. به طور ایده آل فشار خون باید زیر 85/140 باشد. اگر فشار خون به طور مداوم از این میزان بالاتر رفت و مثلا به 90/166 رسید، نیازمند درمان است. برای اندازه گیری فشار خون، دو عدد باید مورد توجه قرار بگیرد: عدد سیستولی (انقباض قلب) و عدد دیاستولی(انبساط قلب) .

عدد سیستولی: فشار خون در مقابل دیواره رگ ها وقتی قلب تازه از تلمبه زدن متوقف شده است این عدد اول یا بالایی است که خوانده می شود. معمولا روی 100 یا بالاتر از آن قرار دارد. بین 120 تا 135 حالت نرمال است.

عدد دیاستولی: فشار خون در دیواره رگ ها بین هر ضربان قلب، زمانی که قلب در حالت استراحت قرار دارد است. این عدد دوم یا پایینی است که خوانده می شود. معمولا روی 85 یا پایین تر باید باشد.[21]

2-3 انواع فشار خون

چهار نوع فشار خون وجود دارد : مطلوب ، نرمال ، بالاتر از نرمال و بالا. فشار خون بالا نیز به سه نوع تقسیم بندی می شود. در زیر انواع این فشار خون ها و راه های در مانشان بررسی شده است.

2-3-1 علائم

تا زمانیکه صدمات ایجاد شده توسط فشار خون در بدن نمایان نشده اند، هیچ نشانه یا علامتی برای آن وجود ندارد. در مراحل جدی تر فشار خون (مرحله 2 و 3) بیمار دچار سردرد، تهوع و استفراق و اختلالات بینایی می شود. با مرور زمان شدید تر شدن این عارضه ممکن است باعث مسدود، باریک و ضعیف تر کردن رگ ها شود. این مسئله باعث لخته شدن خون می شود که ممکن است به قلب و رگ ها، کلیه ها و شبکه چشم صدمه وارد کند.

2-3-2 تشخیص

پزشکان ممکن است در معاینات سالانه خود فشار خونتان را نیز اندازه گیری کنند و این زمانی است که ممکن است تازه متوجه شوید که فشار خونتان بالاتر از حد نرمال است. اگر شک دارید، می توانید همیشه با مراجعه به داروخانه ها فشار خونتان را تست کنید و اگر اعداد آن بالاتر از نرمال بود با پزشک خود تطبیق دهید تا از آن مطمئن شوید. به طور معمول، تشخیص فشار خون بالا زمانی اتفاق می افتد که به دفعات متعدد فشار خونتان بالاتر از 140 تا 190 خوانده شود.

2-3-3 درمان

فشار خون بالایی که در مراحل اولیه قرار دارد و کمی بالاتر از حد نرمال است ممکن است با تغییر روش های زندگی مثل کم کردن وزن، ترک عادات بد غذایی، مصرف کمتر نمک و روغن، ترک سیگار، عدم استفاده از مشروبات الکلی، کم کردن فشار های عصبی و ورزش کردن درمان شود. گاهی لازم است که فشار خونتان را در منزل اندازه بگیرید تا مطمئن شوید که تغییرات انجام شده نتیجه بخش بوده است یا خیر.

 

 متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

 

 

با فرمت ورد word

 

 

 

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده اند

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

دانلود کامل پایان نامه كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامتر آن توسط الگوريتم ژنتيك

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

پایان نامه کامپیوتر : کنترل وسائل خانگی از طریق خط تلفن
دانلود پایان نامه کاربرد الگوریتم ژنتیک در برنامه ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر(CAPP)
دانلود پایان نامه رشته کامپیوتر با موضوع ای اس پی (ASP.NET)
دانلود تحقیق:تحلیل سیستم انتخاب واحد دانشگاه
تحقیق:سیستم فایل