Evaluación del control de flujo utilizando PID frente a la lógica difusa en un circuito electropneumático para...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Ingeniería de sistemas de control
• Tecnología de terapia respiratoria

Sus antecedentes:

• Los ventiladores mecánicos requieren un control preciso del flujo de aire para un apoyo respiratorio efectivo.
• Los sistemas de control existentes como el PID pueden enfrentar limitaciones en escenarios de ventilación complejos o dinámicos.

Objetivo del estudio:

• Para comparar el rendimiento del control de flujo de la derivada proporcional-integral (PID) y el control lógico difuso (FLC) en un prototipo de ventilador electropneumático personalizado.
• Evaluar la precisión, la adaptabilidad y la robustez del controlador en condiciones dinámicas utilizando una plataforma de ensayo pulmonar.

Principales métodos:

• Estudio experimental en tiempo real utilizando un simulador de pulmón de prueba y un prototipo de ventilador electro-pneumático.
• Análisis comparativo de PID y FLC utilizando métricas de rendimiento de dominio de tiempo y análisis Bland-Altman.
• Evaluación de la estabilidad dinámica mediante el test del jurado y los criterios de Nyquist.

Principales resultados:

• Tanto el PID como el FLC cumplieron con los umbrales de precisión del sistema comercial.
• FLC demostró una consistencia superior con límites de acuerdo más estrechos y desviación estándar más baja.
• FLC mostró una mayor robustez y estabilidad en escenarios de alta demanda, superando a PID en la entrega de volúmenes específicos.

Conclusiones:

• El control lógico difuso presenta una alternativa confiable y potencialmente superior al PID para la ventilación mecánica, particularmente en entornos no lineales o con recursos limitados.
• La mayor consistencia y robustez del FLC sugieren su idoneidad para sistemas avanzados de terapia respiratoria que requieren autonomía tecnológica.