Journal of Control

fa کنترل ترکیبی خطی سازی فیدبک و هوشمند جهت کنترل سطح گلوکز خون مبتنی بر مدل تأخیری پالمبو Feedback Linearization and Intelligent Combination Control Method to Blood Glucose Level Control Based on Palumbo Delayed Model تخصصي Special پژوهشي Research paper بیماری دیابت یکی از مسائل حائز اهمیت در حوزه پزشکی می باشد و تعیین نرخ مناسب تزریق انسولین جهت تنظیم سطح گلوکز خون بیماران مبتلا به دیابت، امری حیاتی به شمار می رود. در این مقاله مسئله ی ردیابی گلوکز خون پلاسمای مطلوب با استفاده از تجویز انسولین زیر جلدی بیان گردیده است. مدل ریاضی به کار رفته برای سیستم تنظیم گلوکز- انسولین در این مقاله، مبتنی بر مدل غیر خطی تأخیری پالمبو بوده که از جمله کاملترین مدل ها در چند سال اخیر محسوب می گردد. روش کنترلی به کار رفته توسط پالمبو براساس خطی سازی فیدبک نیز یکی از کاملترین روشهای کنترلی ارائه شده در این زمینه به شمار می آید. مشکل اصلی این روش مسئله ی جایابی مکان قطب های حلقه بسته مطلوب براساس روش سعی و خطا بوده، قرارگیری قطب های حلقه بسته در مکانی دور از محور موهومی باعث کاهش نوسانات و افزایش خطای ماندگار شده که در موضوع تزریق انسولین یک معضل اساسی محسوب می گردد. جهت رفع این مشکل در این مقاله برای اولین بار از تلفیق روش کنترل منطق فازی بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک و روش خطی سازی فیدبک به عنوان روش ترکیبی، برای تنظیم سطح گلوکز خون بیماران مبتلا به دیابت استفاده شده و پایدارسازی سطح گلوکز خون سه بیمار مبتلا به دیابت با شرایط اولیه متفاوت شبیه سازی شده است. از جمله مزایای روش پیشنهادی میتوان به مقاومت بسیار بالای روش ارائه شده در مقابل حضور عدم قطعیت و اغتشاش اشاره نمود. در نهایت نتایج شبیه سازی روشهای کنترلی پیشنهادی با روش کنترلی مبتنی بر جایابی قطب پالمبو مقایسه گردیده که بیانگر عملکرد فوق العاده ی کنترل کننده ی پیشنهادی برای ردیابی سطح گلوکز خون مطلوب با کمترین خطای ممکن در حضور عدم قطعیت و یا بدون لحاظ عدم قطعیت می باشد. Diabetes is one of the important issues in the medical field and determination of appropriate rate of insulin injection in order to regulation of blood glucose level is vital for diabetics. In this thesis the problem of tracking of desired plasma blood glucose by using subcutaneous insulin administration is expressed. Mathematical model is used in this thesis for glucose-insulin regulation system was based on Palumbo delayed nonlinear model and is one of the most comprehensive models in recent years. The control method is used by Palumbo based on feedback linearization is one of the most complete control methods in this field. The main problem of this method was locus location of the desired closed-loop poles issue based on trial and error. Location of closed-loop poles away from imaginary axis can cause reduce of oscillations and increase of steady state error that in insulin injection issue is considered a fundamental problem. To fix this problem, in this paper for the first time employing combination of the fuzzy logic controller optimized by genetic algorithm with feedback linearization method as hybrid method is used to regulate the blood glucose level in diabetic patients and stabilization of blood glucose level three diabetic patients with different initial glucose level is simulated. One of the advantages of the proposed method is very high robustness controller against the uncertainty and disturbance. Finally, the simulation results of proposed control methods are compared with the control method based on Palumbo poles location, which indicates the phenomenal functioning of the proposed controller for tracking of desired blood glucose level at the lowest possible error in the presence of uncertainty or without the uncertainty. منطق فازی, الگوریتم ژنتیک, سیستم تنظیم گلوکز- انسولین, نرخ تزریق انسولین, کنترل خطی سازی فیدبک پالمبو Fuzzy logic, Genetic algorithm, Insulin injection rate, Glucose-Insulin regulation system, Palumbo feedback linearization 65 75 http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-518-1&slc_lang=fa&sid=1 vahideh heydari وحیده حیدری v.heidary@khorasan.ac.ir 10031947532846002982 10031947532846002982 Yes موسسه آموزش عالی خراسان ali karsaz علی کارساز karsaz@khorasan.ac.ir 10031947532846002983 10031947532846002983 No موسسه آموزش عالی خراسان