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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116747393B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310842969.2，技术领域涉及：A61M16/00；该发明授权一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制系统是由王家军;杨智成;陈杰设计研发完成，并于2023-07-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制方法，包括如下步骤：S1、获取呼吸机中空氧混合气体的目标氧浓度FO和实时的空氧混合气体流速Vm；S2、根据FO和Vm的值，可以计算出呼吸机输入端需要的目标氧气流量VO；S3、通过双模糊PID控制系统来调节呼吸机的氧气输入，使得呼吸机的氧气输入达到步骤S2计算得到的氧气流速VO；该方法利用模糊串级PID控制技术实现呼吸机在呼吸模式运行时空氧混合气体氧浓度的快速精确控制。

本发明授权一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制系统在权利要求书中公布了：1.一种基于模糊串级PID的呼吸机空氧混合控制系统，其特征在于，模糊串级PID控制系统包括氧流量传感器、电磁比例阀、氧浓度传感器、外环模糊PID控制器、内环模糊PID控制器； 所述外环模糊PID控制器由外环PID模糊推理机和参数可调的外环位置式PID控制器组成，所述内环模糊PID控制器由内环PID模糊推理机和参数可调的内环增量式PID控制器组成； 实现步骤如下： S1、获取呼吸机中空氧混合气体的目标氧浓度FO和实时的空氧混合气体流量Vm； S2、根据FO和Vm的值，可以计算出呼吸机输入端需要的目标氧气流量VO，计算方法如下： S3、通过模糊串级PID控制系统来调节呼吸机的氧气输入，使得呼吸机的氧气输入达到步骤S2计算得到的目标氧气流量VO； 所述PID模糊推理机以偏差e和偏差变化率ec作为输入，Δkp、Δki、Δkd作为输出，满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定的要求，其中e为目标氧浓度与实时氧浓度的差值或目标氧流量和实时氧流量的差值，误差变化率ec为前后采样周期T的偏差差值与当前偏差的比值； 模糊串级PID控制系统得控制方法如下： 1氧浓度传感器反馈实时氧浓度FOb与目标氧浓度FO的偏差e1以及偏差的变化率ec1作为外环PID模糊推理机的输入值，在外环PID模糊推理机中对e1和ec1分别进行模糊化、模糊推理、解模糊处理，得到Δkp1、Δki1、Δkd1三个修正值，并将Δkp1、Δki1、Δkd1三个修正值输出至外环位置式PID控制器； 2偏差e1作为外环位置式PID控制器的输入，外环位置式PID控制器根据外环PID模糊推理机输出的Δkp1、Δki1、Δkd1来对应修正自身的kp1、ki1、kd1参数，后进行外环位置式PID的计算； 3将外环位置式PID控制器的输出值按照步骤S2中的公式进行计算得到目标氧流量VO，将其作为内环模糊PID控制器的设定值，氧流量传感器测得的氧流量作为内环PID控制器的反馈值VOb，即为实时氧流量； 4目标氧流量VO和实时氧流量VOb的偏差e2以及偏差的变化率ec2作为内环PID模糊推理机的输入值，同样对输入值进行模糊化、模糊推理、解模糊处理，并输出Δkp2、Δki2、Δkd2三个修正值给内环增量式PID控制器； 5偏差e2作为内环增量式PID控制器的输入，内环增量式PID控制器根据内环PID模糊推理机输出的Δkp2、Δki2、Δkd2来对应修正自身的kp2、ki2、kd2参数，后进行内环增量式PID的计算； 6对内环模糊PID控制器的输出值进行换算，本例中内环模糊PID控制器的输出值代表氧气流量值，输出范围是0～165LMIN，需将其换算成0～100％的占空比信号作为电磁比例阀的控制信号，用于调节电磁比例阀的开合度，实现氧浓度的快速稳定控制。

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