比例阀稳流量控制方法、装置、呼吸机、可读存储介质

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种比例阀稳流量控制方法、装置、呼吸机、可读存储介质。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

呼吸机已普遍应用于各种原因所致的呼吸衰竭、呼吸管理、呼吸治疗和急救复苏中，呼吸机主要具有辅助通气和给氧两个主要功能，辅助通气通常可利用自然界的空气，给氧主要依赖于氧气瓶的氧气等。呼吸机通常需要流量控制比例阀来控制输出所需的空气与氧气的配比或流量大小，因此，可以对流量精确控制并能够及时调整流量大小的流量控制比例阀是现代呼吸机首选的关键部件，而如何精确控制比例阀的流量也是十分重要的。

在气源压力相对稳定的情况下，采用正常的流量控制方法可以满足系统的流量调节需求，正常的流量控制方法也比较多，比如其中一种比例阀的正常流量控制方法包括：步骤1)获取比例阀的流量值b,及其对应的驱动电压值；建立呼吸机比例阀的流量和驱动电压的线性关系；步骤2)根据所需输出的比例阀流量值,根据拟合的线性关系计算该流量值对应的驱动电压值；步骤3)调节比例阀的电压到步骤2)得到驱动电压值,以此控制比例阀输出的流量。

在实现本发明的过程中，发明人发现，比例阀的流量控制稳定性除了受到流量特性曲线变化的影响之外，还特别会受气源是否稳定的影响，在气源不存在压力波动的情况下，采用正常流量控制方法即可；而在气源存在压力波动的情况下，还是采用现有的正常流量控制方法的话，则会存在反馈不及时、控制不准确等问题。而且现有的正常流量控制方法通常是开环的控制方法，可以减低流量振荡的可能，但不能避免开环控制存在的不精确性，应用于气源压力波动的情况，精确性更加不能保证。

因此，如何研发一种在气源存在压力波动的情况下依旧能够快速、精确进行稳流量控制的方法及相关技术，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种比例阀稳流量控制方法、装置、呼吸机、可读存储介质。

为达到上述目的，本发明的第一方面提出了一种比例阀稳流量控制方法，用于比例阀的稳流量控制，其创新点在于，该方法包括：

监测气源压力值和比例阀流量值，设定气源压力值的波动限值及比例阀的目标流量值；

根据采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动；若判断为否，则进行正常流量控制；若判断为是，则跳转以下稳流量控制：

建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，函数曲线合集中包含有比例阀工作特性参数在不同数值下的多条工作特性函数曲线；

根据采样周期内比例阀流量值来确定工作特性参数的调节方向；

将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点；

根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值，以此计算得出比例阀工作特性参数的目标调整值；

依据目标调整值来调整比例阀的流量，以此使比例阀在气源发生波动的情况下进行快速精确流量调整。

本发明的第二方面提出了一种比例阀稳流量控制装置，用于执行本发明第一方面所述方法中的比例阀稳流量控制，其创新点在于：所述控制装置包括进气管道、气源压力传感器、比例阀、流量传感器、控制系统和混氧管道；其中，

所述进气管道用于从气源处供气体进入；

所述气源压力传感器用于在采样周期内监测气源处的气源压力值，并将获取的气源压力值传输给所述控制系统；

所述比例阀用于接受控制系统的控制，以来控制输出所需的空气与氧气的配比或流量大小；

所述流量传感器用于在采样周期内监测比例阀处的比例阀流量值，并将获取的比例阀流量值给所述控制系统；

所述控制系统用于根据气源压力传感器获取的气源压力值、流量传感器获取的比例阀流量值来计算得出比例阀工作特性参数的目标调整值，再依据目标调整值来调整比例阀的流量，以此使比例阀在气源发生波动的情况下进行快速精确流量调整。

本发明的第三方面提出了一种呼吸机，所述呼吸机包括存储器、控制系统及存储在存储器上并可在控制系统上运行的控制程序，所述控制系统执行所述控制程序时实现如本发明第一方面所述方法的步骤。

本发明的第四方面提出了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有控制程序，所述控制程序被控制系统执行时，使得所述控制系统执行如本发明第一方面所述方法的步骤。

本发明的有关内容解释如下：

1.通过本发明的上述技术方案的实施，通过建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，然后将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点，根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值得以快速得到目标调整值，再依据目标调整值来调整比例阀的流量，通过以上能够将作为被控制的比例阀流量输出以一定方式返回给控制系统作为输入端，并对输入端施加控制以影响最终流量输出的闭环控制关系，可以防止流量振荡，可实现对流量的快速、精准调节。增加了系统对气源压力波动的耐受度，降低对气源稳压装置的需求，节省空间、成本。

2.在上述技术方案的第一方面中，在所述根据采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动的步骤中，通过气源的压力监测传感器进行采样，采样周期T，采样周期个数为m；

若在m个采样周期T内，监测到的气源压力值Pm均超过波动限值，则跳转到稳流量控制；

若在m个采样周期T内，监测到的气源压力值Pm没有超过波动限值，则进行正常流量控制。

3.在上述技术方案的第一方面中，在所述建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集的步骤中，设定比例阀开启的工作特性参数G0，测量固定的比例阀工作特性参数G0下，不同气源压力值P时对应的比例阀流量值Q，建立一条以比例阀流量值Q为横坐标、气源压力值P为纵坐标的工作特性函数曲线；

以工作特性参数G0为起点，建立在不同工作特性参数G下的多条工作特性函数曲线。

4.在上述技术方案的第一方面中，在所述气源和所述比例阀之间进行压力补偿，设定的工作特性函数曲线中其纵坐标初始数值从零点开始；

当所述气源和所述比例阀之间没有压力补偿时，由于需要给定初始压力Pc才能开始有流量，定义初始压力值为Pc，设定的工作特性函数曲线中其纵坐标初始数值从(0，Pc)点开始。以上设置是因为呼吸机使用时存在压力死区，当启动压力不够是会没有流量。

5.在上述技术方案的第一方面中，所述函数曲线合集的多条工作特性函数曲线中包含有比例阀从开启时的工作特性参数G0到最大的工作特性参数Gmax时所包含的工作特性参数G、气源压力值P、比例阀流量值Q组合；

并采用解析函数对每条工作特性函数曲线进行拟合描述。

6.在上述技术方案的第一方面中，采用二次解析函数对每条工作特性函数曲线进行拟合描述：P＝a*G*Q2+b*G*Q；

或采用椭圆方程对每条工作特性函数曲线进行拟合描述：

但是本发明不以此为限，解析函数还可以是其他形式的多项式。

7.在上述技术方案的第一方面中，所述比例阀工作特性参数包括以下的一种或多种：工作电流；工作电压；比例阀开度。工作电流记为I；工作电压记为V；

8.在上述技术方案的第一方面，在所述根据采样周期内比例阀流量值来确定工作特性参数的调节方向步骤中，在m个采样周期T内采集比例阀流量值Q。得到平均流量值Q’，比较目标流量值Qt与平均流量值Q’的大小确定比例阀工作特性参数的调节方向：

若Qt>Q’，增加工作特性参数数值；

若Qt

9.在上述技术方案的第一方面中，在所述将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点中的步骤如下：

采样周期为T，采样率为n，采样周期个数为m个，采集到m个采样周期T内的气源压力值和比例阀流量值，对m*n个气源压力值和比例阀流量值求平均值，得到平均压力P’、平均流量Q’；

在所述函数曲线合集上，选取过(Q’，P’)点的直线L：P＝P’，并以(Q’，P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的调节方向，依次逐个计算直线L与每条工作特性函数曲线的交点。

10.在上述技术方案的第一方面中，当增加工作特性参数数值调节时，以(Q’，P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的增加方向，直到找到一个交点(Qα，Pα)的流量值Qα大于目标流量Qt，记录对应工作特性函数曲线的工作特性参数数值Gα；

系统选取沿工作特性参数数值增加方向已确定的交点(Qα，Pα)的前一个交点(Qγ，Pγ)，记录该点对应的工作特性参数数值Gγ；

计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K1：

K1＝(Qt-Qγ)/(Qα-Qγ)；

得出比例阀的目标调整工作特性参数Gt＝Gγ+K1*(Gα-Gγ)。

11.在上述技术方案的第一方面中，当减少工作特性参数数值调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的减少方向直到找到一个交点(Qβ，Pβ)的流量值Qβ小于目标流量Qt，记录对应工作特性函数曲线的工作特性参数数值Gβ；

系统选取沿沿工作特性参数数值减少方向已确定的交点(Qβ，Pβ)的前一个交点(Qθ，Pθ)，记录该点对应的工作特性参数数值Gθ；

计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K2：

K2＝(Qθ-Qt)/(Qθ-Qβ)；

得出比例阀的目标调整工作特性参数Gt＝Gθ-K2*(Gθ-Gβ)。

12.在上述技术方案的第一方面中，在当前采样周期内依据目标调整值来调整比例阀的流量后，重复执行根据下一采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动的步骤，若下一周期内的气源没有发生波动，则进行正常流量控制；若有发生波动，则重复进行稳流量控制。

13.在上述技术方案的第二方面中，所述控制系统中存储有设定的气源压力值的波动限值及比例阀的目标流量值，并且建立有比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，函数曲线合集中包含有比例阀工作特性参数在不同数值下的多条工作特性函数曲线。

14.在上述技术方案的第一方面中，所述控制装置还包括设于所述进气管道上且位于比例阀前端的调压阀，通过所述调压阀给予所述比例阀进行压力补偿。

15.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

16.在本发明中，术语“中”、“上”、“内”、“前”、“后”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置装配关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

17.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

由于上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1、本发明中，通过建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，然后将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点，根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值得以快速得到目标调整值，再依据目标调整值来调整比例阀的流量，可实现对流量的快速、精准调节。

2、本发明中，增加了系统对气源压力波动的耐受度，降低对气源稳压装置的需求，节省空间、成本。

3、本发明中，通过以上能够将作为被控制的比例阀流量输出以一定方式返回给控制系统作为输入端，并对输入端施加控制以影响最终流量输出的闭环控制关系，相较于现有正常流量控制方法的开环控制的控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程来说，具备了根据气源压力波动来进行自动修正的能力。

附图说明

附图1为本发明实施例一中函数曲线合集的示意图；

附图2为本发明实施例一中选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点的示意图；

附图3为本发明实施例二中等电流线簇的示意图；

附图4为本发明实施例二中计算直线L与每条比例阀等电流线的交点的示意图；

附图5为本发明实施例三中等电压线簇的示意图；

附图6为本发明实施例三中计算直线L与每条比例阀等电压线的交点的示意图；

附图7本发明实施例中控制方法切换的流程示意图；

附图8为未采用压力补偿时时等电流线簇的示意图；

附图9为未采用压力补偿时时等电压线簇的示意图；

附图10为本发明实施例四中比例阀稳流量控制装置的结构示意图；

附图11为本发明实施例五中比例阀稳流量控制装置的结构示意图。

以下为附图10和附图11中各部件的标记名称：

1 进气管道

2 气源压力传感器

3 比例阀

4 流量传感器

5 控制系统

6 混氧管道

7 调压阀

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

本发明实施例一提出了一种比例阀稳流量控制方法，用于比例阀的稳流量控制，其创新点在于，该方法包括：

监测气源压力值和比例阀流量值，设定气源压力值的波动限值及比例阀的目标流量值；

根据采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动；若判断为否，则进行正常流量控制；若判断为是，则跳转以下稳流量控制：

建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，函数曲线合集中包含有比例阀工作特性参数在不同数值下的多条工作特性函数曲线，如附图1所示；

根据采样周期内比例阀流量值来确定工作特性参数的调节方向；

将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点，如附图2所示；

根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值，以此计算得出比例阀工作特性参数的目标调整值；

依据目标调整值来调整比例阀的流量，以此使比例阀在气源发生波动的情况下进行快速精确流量调整。

通过本发明实施例一的实施，通过建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，然后将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点，根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值得以快速得到目标调整值，再依据目标调整值来调整比例阀的流量，通过以上能够将作为被控制的比例阀流量输出以一定方式返回给控制系统作为输入端，并对输入端施加控制以影响最终流量输出的闭环控制关系，可以防止流量振荡，可实现对流量的快速、精准调节。增加了系统对气源压力波动的耐受度，降低对气源稳压装置的需求，节省空间、成本。

具体的，本发明实施例中该比例阀稳流量控制方法的方法流程可参考如下步骤：

S100、建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集，函数曲线合集中包含有比例阀工作特性参数在不同数值下的多条工作特性函数曲线；

在所述建立比例阀关于气源压力值、比例阀流量值与比例阀工作特性参数的函数曲线合集的步骤中，设定比例阀开启的工作特性参数G0，测量固定的比例阀工作特性参数G0下，不同气源压力值P时对应的比例阀流量值Q，建立一条以比例阀流量值Q为横坐标、气源压力值P为纵坐标的工作特性函数曲线，如附图1所示；

以工作特性参数G0为起点，建立在不同工作特性参数G下的多条工作特性函数曲线；

所述函数曲线合集的多条工作特性函数曲线中包含有比例阀从开启时的工作特性参数G0到最大的工作特性参数Gmax时所包含的工作特性参数G、气源压力值P、比例阀流量值Q组合；

并采用解析函数对每条工作特性函数曲线进行拟合描述；

比如：采用二次解析函数对每条工作特性函数曲线进行拟合描述：P＝a*G*Q2+b*G*Q；

或采用椭圆方程对每条工作特性函数曲线进行拟合描述：

所述比例阀工作特性参数包括以下的一种或多种：工作电流；工作电压；比例阀开度。工作电流记为I；工作电压记为V。

S200、监测气源压力值和比例阀流量值，设定气源压力值的波动限值及比例阀的目标流量值；根据采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动；若判断为否，则进行正常流量控制；若判断为是，则跳转进行稳流量控制；控制方法切换流程示意可参考附图7；

在所述根据采样周期内气源的压力值判断气源是否发生波动的步骤中，通过气源的压力监测传感器进行采样，采样周期T，采样周期个数为m；

若在m个采样周期T内，监测到的气源压力值Pm均超过波动限值，则跳转到稳流量控制；

若在m个采样周期T内，监测到的气源压力值Pm没有超过波动限值，则进行正常流量控制。

S300、根据采样周期内比例阀流量值来确定工作特性参数的调节方向；

在所述根据采样周期内比例阀流量值来确定工作特性参数的调节方向步骤中，在m个采样周期T内采集比例阀流量值Q。得到平均流量值Q’，比较目标流量值Qt与平均流量值Q’的大小确定比例阀工作特性参数的调节方向：

若Qt>Q’，增加工作特性参数数值；

若Qt

S400、将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点；

在所述将采样周期内气源压力值和采样周期内比例阀流量值对应映射在函数曲线合集上，选取工作特性函数曲线在调节方向上的映射交点中的步骤如下：

采样周期为T，采样率为n，采样周期个数为m个，采集到m个采样周期T内的气源压力值和比例阀流量值，对m*n个气源压力值和比例阀流量值求平均值，得到平均压力P’、平均流量Q’；

在所述函数曲线合集上，选取过(Q’，P’)点的直线L：P＝P’，并以(Q’，P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的调节方向，依次逐个计算直线L与每条工作特性函数曲线的交点，如附图2所示。

S500、根据映射交点计算对应映射交点处对应比例阀流量的比值，以此计算得出比例阀工作特性参数的目标调整值；依据目标调整值来调整比例阀的流量，以此使比例阀在气源发生波动的情况下进行快速精确流量调整；具体如下：

当依据步骤S300获知增加工作特性参数数值调节时，以(Q’，P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的增加方向，直到找到一个交点(Qα，Pα)的流量值Qα大于目标流量Qt，记录对应工作特性函数曲线的工作特性参数数值Gα；

系统选取沿工作特性参数数值增加方向已确定的交点(Qα，Pα)的前一个交点(Qγ，Pγ)，记录该点对应的工作特性参数数值Gγ；

计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K1：

K1＝(Qt-Qγ)/(Qα-Qγ)；

得出比例阀的目标调整工作特性参数Gt＝Gγ+K1*(Gα-Gγ)。

当依据步骤S300获知减少工作特性参数数值调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀工作特性参数的减少方向直到找到一个交点(Qβ，Pβ)的流量值Qβ小于目标流量Qt，记录对应工作特性函数曲线的工作特性参数数值Gβ；

系统选取沿沿工作特性参数数值减少方向已确定的交点(Qβ，Pβ)的前一个交点(Qθ，Pθ)，记录该点对应的工作特性参数数值Gθ；

计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K2：

K2＝(Qθ-Qt)/(Qθ-Qβ)；

得出比例阀的目标调整工作特性参数Gt＝Gθ-K2*(Gθ-Gβ)。

实施例二

在本发明实施例二中，以比例阀工作特性参数为比例阀的工作电流I为例，通过建立比例阀关于压力流量的等电流线簇，该方法通过建立比例阀关于压力流量的等电流线簇(函数曲线合集)，然后结合控制算法得到最终比例阀要调整的目标电流，实现对比例阀的稳流量控制。呼吸机实时监测氧气气源压力，当气源压力波动超过设定阈值时，从正常的控制方法，跳转到稳流量控制方法，具体步骤如下：

S1、建立比例阀关于压力流量的等电流线簇，如附图2所示；

S11、设定比例阀的开启电流I0，测量固定比例阀电流I0下，不同气源压力P时，对应的流量Q，建立一条以流量Q为横坐标，气源压力P为纵坐标的比例阀等电流线；

S12、以I0为起点电流，增加电流值对比例阀的开度进行调整，依据S11的方法，建立不同电流下的多条比例阀流量压力线，该线簇包含了比例阀从开启电流I0到最大电流Imax所包含的电流、压力、流量组合；

S13、采用二次解析函数对每条比例阀等电流线进行拟合描述：

P＝a*I*Q2+b*I*Q

S2、系统设置气源压力监测传感器、通过比例阀的流量监测传感器采样周期为T，采样率为n，采样周期个数为m，调节目标流量为Qt；若在m个采样周期内，监测到的气源压力Pm均超出允许压力范围，程序直接跳转到稳流量控制方法；

S3、系统通过氧源压力监测传感器、流量监测传感器采集到m个采样周期T内的压力值和流量值，对m*n个压力值、流量值求取平均值，得到平均压力P’、平均流量Q’。比较目标流量Qt与Q’的大小确定比例阀电流的调节方向：

若Qt>Q’，增加比例阀电流；

若Qt

S4、选取过(Q’,P’)点的直线L：P＝P’，并以(Q’,P’)点为起点，沿S3确定的比例阀电流调节方向，依次逐个计算直线L与每条比例阀等电流线的交点，如附图4所示；

当增加比例阀电流调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀电流增加方向直到找到一个交点(Qα,Pα)的流量值Qα大于目标流量Qt，记录对应电流线的电流值Iα，跳转S5；

当减少比例阀电流调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀电流减少方向直到找到一个交点(Qβ,Pβ)的流量值Qβ小于目标流量Qt，记录对应电流线的电流值Iβ，跳转S6；

S5、系统选取沿比例阀电流增加方向已确定的交点(Qα,Pα)的前一个交点(Qγ,Pγ)，记录该点对应的电流值Iγ；跳转S7；

S6、系统选取沿比例阀电流减少方向已确定的交点(Qβ,Pβ)的前一个交点(Qθ,Pθ)，记录该点对应的电流值Iθ；跳转S8；

S7、计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K1：

K1＝(Qt-Qγ)/(Qα-Qγ)；

得出比例阀的目标调整电流It＝Iγ+K1*(Iα-Iγ)。

S8、计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K2：

K2＝(Qθ-Qt)/(Qθ-Qβ)；

得出比例阀的目标调整电流It＝Iθ-K2*(Iθ-Iβ)。

实施例三

在本发明实施例三中，以比例阀工作特性参数为比例阀的工作电压V为例，通过建立比例阀关于压力流量的等电压线簇。该方法通过建立比例阀关于压力流量的等驱动电压线簇(函数曲线合集)，然后结合控制算法得到最终比例阀要调整的目标电压，实现对比例阀的稳流量控制。呼吸机实时监测氧气气源压力，当气源压力波动超过设定阈值时，从正常的控制方法，跳转到稳流量控制方法，具体步骤如下：

S1、建立比例阀关于压力流量的等电压线簇，如附图5所示；

S11、设定比例阀的开启驱动电压V0，测量固定比例阀驱动电压V0下，不同气源压力P时，对应的流量Q，建立一条以流量Q为横坐标，气源压力P为纵坐标的比例阀等驱动电压线；

S12、以V0为起点驱动电压，增加驱动电压值对比例阀的开度进行调整，依据S11的方法，建立不同驱动电压下的多条比例阀流量压力线，该线簇包含了比例阀从开启驱动电压V0到最大驱动电压Vmax所包含的驱动电压、压力、流量组合；

S13、采用椭圆方程对每条比例阀等驱动电压线进行拟合描述：

S2、系统设置气源压力监测传感器、通过比例阀的流量监测传感器采样周期为T，采样率为n，采样周期个数为m，调节目标流量为Qt；若在m个采样周期内，监测到的气源压力Pm均超出允许压力范围，程序直接跳转到稳流量控制方法；

S3、系统通过氧源压力监测传感器、流量监测传感器采集到m个采样周期T内的压力值和流量值，对m*n个压力值、流量值求取平均值，得到平均压力P’、平均流量Q’。比较目标流量Qt与Q’的大小确定比例阀驱动电压的调节方向：

若Qt>Q’，增加比例阀驱动电压；

若Qt

S4、选取过(Q’,P’)点的直线L：P＝P’，并以(Q’,P’)点为起点，沿S3确定的比例阀驱动电压调节方向，依次逐个计算直线L与每条比例阀等驱动电压线的交点，如附图6所示；

当增加比例阀驱动电压调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀驱动电压增加方向直到找到一个交点(Qα,Pα)的流量值Qα大于目标流量Qt，记录对应驱动电压线的电压值Vα，跳转S5；

当减少比例阀驱动电压调节时，以(Q’,P’)点为起点，沿比例阀驱动电压减少方向直到找到一个交点(Qβ,Pβ)的流量值Qβ小于目标流量Qt，记录对应驱动电压线的电压值Vβ，跳转S6；

S5、系统选取沿比例阀驱动电压增加方向已确定的交点(Qα,Pα)的前一个交点(Qγ,Pγ)，记录该点对应的电压值Vγ，跳转S7；

S6、系统选取沿比例阀驱动电压减少方向已确定的交点(Qβ,Pβ)的前一个交点(Qθ,Pθ)，记录该点对应的电压值Vθ，跳转S8；

S7、计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K3：

K1＝(Qt-Qγ)/(Qα-Qγ)；

得出比例阀的目标调整驱动电压Vt＝Vγ+K3*(Vα-Vγ)。

S8、计算目标流量Qt与两个交点对应流量的比值K4：

K4＝(Qθ-Qt)/(Qθ-Qβ)；

得出比例阀的目标调整驱动电压Vt＝Vθ-K2*(Vθ-Vβ)。

在上述的实施例一、实施例二、实施例三中，由于呼吸机使用时存在压力死区，当启动压力不够是会没有流量，在所述气源和所述比例阀之间进行压力补偿，设定的工作特性函数曲线中其纵坐标初始数值从零点开始。

当所述气源和所述比例阀之间没有压力补偿时，由于需要给定初始压力Pc才能开始有流量，定义初始压力值为Pc，设定的工作特性函数曲线中其纵坐标初始数值从(0，Pc)点开始，如附图8和附图9所示。

实施例四

本发明实施例四提出了一种比例阀3稳流量控制装置，用于执行本发明实施例一、实施例二、实施例三所述方法中的比例阀3稳流量控制，，如附图10所示，所述控制装置包括进气管道1、气源压力传感器2、比例阀3、流量传感器4、控制系统5和混氧管道6；其中，

所述进气管道1用于从气源处供气体进入；

所述气源压力传感器2用于在采样周期内监测气源处的气源压力值，并将获取的气源压力值传输给所述控制系统5；

所述比例阀3用于接受控制系统5的控制，以来控制输出所需的空气与氧气的配比或流量大小；

所述流量传感器4用于在采样周期内监测比例阀3处的比例阀3流量值，并将获取的比例阀3流量值给所述控制系统5；

所述控制系统5用于根据气源压力传感器2获取的气源压力值、流量传感器4获取的比例阀3流量值来计算得出比例阀3工作特性参数的目标调整值，再依据目标调整值来调整比例阀3的流量，以此使比例阀3在气源发生波动的情况下进行快速精确流量调整。

在本发明实施例四的比例阀3稳流量控制装置中，所述控制系统5中存储有设定的气源压力值的波动限值及比例阀3的目标流量值，并且建立有比例阀3关于气源压力值、比例阀3流量值与比例阀3工作特性参数的函数曲线合集，函数曲线合集中包含有比例阀3工作特性参数在不同数值下的多条工作特性函数曲线。

实施例五

本发明实施例五提出了一种比例阀3稳流量控制装置，该实施例五在基于实施例四的基础上，所述控制装置还包括设于所述进气管道1上且位于比例阀3前端的调压阀7，通过所述调压阀7给予所述比例阀3进行压力补偿，如附图11所示。

实施例六

本发明实施例六公开了一种呼吸机，所述呼吸机包括存储器、控制系统及存储在存储器上并可在控制系统上运行的控制程序，所述控制系统执行所述控制程序时实现如本发明实施例一所述方法的步骤。

实施例七

本发明实施例七还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有控制程序，所述控制程序被控制系统执行时，使得所述控制系统执行如本发明实施例一所述方法的步骤。。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的控制系统的操作是可以通过程序来指令相关的硬件(比例阀)来完成，该程序存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例中主控单元执行的操作。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。