Modelado de Sistemas Fisiolgicos. Prctica 2: Sistema respiratorio [Torres22210429]

Autor

Torres Velez Diego Raul

Ingeniera Biomdica, Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica, Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limn Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., Mxico. Email: l22210429@tectijuana.edu.mx

Objetivos general

Disear un controlador que permita formular un protocolo de tratamiento para que un paciente con enfisema (caso) presente la misma presion alveorlar que un individuo sano (control).

Actividades

1. Calcular analticamente la funcin de transferencia del sistema pulmonar.
2. Establecer el modelo de ecuaciones integro-diferenciales.
3. Determinar el error en estado estacionario y la estabilidad del sistema en lazo abierto.
4. Disear el controlador con Simulink utilizando el bloque PID Controller y la herramienta Tune para sintonizar los valores ptimos para cada una de las ganancias kP, kI y kD.
5. Ilustrar el cambio del flujo de aire y el volumen tidal en respuesta a las siguientes formas de onda de presion sinusoidal en la apertura de la via aerea [Pao(t)]: a) 15 respiraciones por minuto con una amplitud (A) de 2.5 cmH2O, es decir respiracion normal. b) 30 respiraciones por minuto con una amplitud (A) de 1.5 cmH2O, es decir respiracion elevada o taquipnea.
6. Determinar la respuesta a la funcion sinusoidal [u(t)= Asin =t] en el intervalo t0,30, en Python, Simulink y Multisim en lazo abierto y en lazo cerrado con el controlador.

Docente

Dr. Paul A. Valle

Posgrado en Ciencias de la Ingeniera [PCI] y Departamento de Ingeniera Elctrica y Electrnica [DIEE], Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana. Blvd. Alberto Limn Padilla s/n, Tijuana, C.P. 22454, B.C., Mxico. Email: paul.valle@tectijuana.edu.mx

Lecturas

[1] Paul. A. Valle, Syllabus para la asignatura de Modelado de Sistemas Fisiolgicos, Tecnolgico Nacional de Mxico/IT Tijuana, Tijuana, B.C., Mxico, 2025. Permalink: https://www.dropbox.com/scl/fi/4gl55ccrjm9yulvziikxs/Modelado-de-Sistemas-Fisiologicos.pdf

[2] M. C. Khoo, Physiological Control Systems Analysis Simulation, and Estimation, 2nd ed. Piscataway, New Jersey, USA: IEEE Press, 2018.