磁悬浮人工心脏泵转子控制策略研究

人工心脏泵磁悬浮转子起浮及处于平衡位置时的运动过程分析决定了其应采取的控制策略．依据转子起浮过程功率电源电流可采用电流对称、非对称控制,电流分段非对称、对称控制4种控制策略．以控制效率论分段非对称控制最为合理,转子在平衡位置的稳定性及抗干扰能力体现了转子的刚度及阻尼特性,位移分级控制策略兼顾了二者.     

低扬程轴流泵水力模型的试验研究

介绍了低扬程轴流泵水力模型的试验研究，以及模型的综合特性曲线，试验结果表明，该模型效率高，高效范围宽，抗汽蚀性能好，过流量大，工艺性好，可以在很广的低扬程应用内推广应用。     

轴流泵模型汽蚀特性的数值模拟

利用ANSYS CFX11.0软件,采用标准k-ε湍流模式封闭雷诺应力项,使用匀相多相流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型对轴流泵模型的汽蚀特性进行三维定常数值模拟,计算得到的流量-必需汽蚀余量（net positive suction head,NPSH_r）曲线与试验结果趋势一致.另外,分析了工况和NPSH对轴流泵汽蚀特性以及泵内汽蚀形态的影响.     

轴流泵水力模型内部流场数值模拟

基于Reynolds时均N-S方程,采用标准k-ε湍流模型,压力、速度耦合使用SIMPLEC算法,离散采用具有二阶精度的隐式格式差分,对轴流泵过流部件内部流场进行三维定常湍流数值模拟,得到泵内流动的速度和压力矢量分布图,以及其他一些流动的信息.数值模拟结果表明,设计工况下的流场分布和流态总体较好,但叶轮叶片背面进口靠近轮缘处出现局部低压,导叶外壁区域负荷大,说明该轴流泵水力模型还有进一步改进和对其性能进一步提高的必要.     

磁悬浮水平振动台的研究

本文设计研究了磁悬浮水平振动工作台。对影响振动台性能的主要因素进行了优化设计，提出了磁极工作气隙的设计原则，阐述了合理选择工作气隙是提高磁悬浮刚度和力反馈灵敏度的有效途径。使用结果表明，这种磁悬浮工作台具有较强的实用价值。     

磁悬浮电子秤的研究

该文文旨在利用磁悬浮技术,实现对轻量物件的较高精度称重,并通过对原理及应用做了详尽的阐述和实验,设计了一个吸式的磁悬浮式电子秤。该文涵盖磁悬浮电秤系统的设计方案,电磁线圈非线性、系统的电磁力模型、系统的控制模型及控制电路的设计与调试。解决了磁悬浮电子秤设计的几个难点：电磁场的非线性问题、各种材料和部件的选取和机械加工及控制电路的设计与参数调试。该文的创新点有：（1）采用红外收发二极管设计系统的距离传感器,同时也使用摄像头作为传感装置进行试验;（2）创新图像化反馈,采用NI模块配合LabVIEW进行图像化处理;（3）自行绕制电磁线圈,采用最佳1j-50软磁镍铁合金作为铁芯。     

潜水轴流泵和立式轴流泵使用特点分析

本文对潜水轴流泵和立式轴流泵的结构特点、优缺点进行剖析,论述二者的运行特点,从而提高对两种轴流泵的认识。     

基于重整化群湍流模型的双向轴流泵出水结构研究

双向轴流泵装置是一种特殊的泵站形式．结合某泵站技术改造，运用三维湍流数值模拟技术对其出水结构进行研究．基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型，应用SIMPLEC算法，数值模拟了X型双向流道泵装置三种出水结构方案内三维湍流流场．通过给出计算流速矢量分布图、流速等值线图，直观地显示了出水结构内水流流场情况．分析表明，设计控制参数不合理是导致出水结构内部流态较差的主要原因，不良流态引起水力损失增加．文中依据数值模拟结果，预测出水结构水力损失，并与实验进行了比较，表明通过采用重整化群湍流模型能较好地预测双向泵出水结构的水力性能．重整化群湍流模型在泵装置内特性数值模拟和外特性预测研究方面中有较好的推广价值．     

混合磁悬浮系统的数字控制研究

研制一种磁悬浮数字控制系统。采用TMS320VC33数字信号处理器(DSP)进行设计，对采样信号通过硬件、软件滤波相结合的方法有效地抑制了干扰，采用位置式和增量式相结合的PID控制算法，实现了磁悬浮装置稳定、精确的控制功能。     

轴流泵的叶片设计理论与应用研究现状

归纳了轴流泵的叶片设计理论,总结了叶片几何参数的选择原则,指出了叶片设计中存在的问题,给出了提升现有轴流泵叶片设计理论的策略.研究表明,现有轴流泵的叶片设计理论单一,缺少更多有效控制叶片形状的变量和手段.采用三维流动理论,改变叶片造型方法,控制水力损失和引入CFD方法是提升现有轴流泵叶片设计的主要策略.     

A novel intraaortic axial flow pump: dynamic aortic valve

A novel intraaortic axial flow blood pump termed dynamic aortic valve (DAV) was developed as a left ventricular assist device. Implanted at the aortic valve position, it could serve as either a blood pump or a mechanical valve depending on the power input. It has several advantages over traditional axial blood pumps: better anatomic fit and biocompatibility; minimal introduction of foreign materials into the body; stronger resistance to infection; elimination of transcutaneous lines; promotion of the recovery of the failing heart, simpler structure and longer durability. A prototype of DAV was fabricated and tested in a mock circulatory loop. At the maximal output of hydraulic power, the flow rate reached 5 lymin against an afterload of 6.65 kPa. The maximal pressure difference generated by DAV at a rotation rate of 12000 r/min was 10.64 kPa. The results are encouraging for further investigation on this device.     

心力衰竭病人的左心室功能与心律失常的关系

目的：研究充血性心力衰竭病人左心室射血分数与心律失常的关系。方法：用超声心动图及２４ｈ心电监护研究了５３例由缺血性心脏病（３３例）或扩张性心肌病（２０例）引起的充血性心力衰竭病人。并根据其心功能损害的程度分为两组,对比两组病人心律失常发生的类型和频率及抗心衰治疗后心律失常的变化。结果：严重心律失常的发生与左心室的射血分数（ＬＶＥＦ）相关,当ＬＶＥＦ〈３０％,严重心律失常的发生率明显高于ＬＶＥＦ〉３     

斜盘式轴向柱塞泵柱塞运动学分析的一般模型

考虑斜盘式轴向柱塞泵斜盘倾角、斜盘交错角及柱塞倾角结构特征,采用坐标变换法,建立了柱塞泵柱塞运动学分析的一般数学模型.经分析结果表明:斜盘交错角使柱塞运动的相位发生变化;柱塞倾角使柱塞运动曲线呈类简谐规律变化;斜盘交错角和柱塞倾角增大均会使柱塞的位移、速度和加速度最大幅值增大,位移增大可增加柱塞泵的排量,柱塞沿其轴线方向速度和加速度的增大会提高柱塞腔液流瞬时最大速度和柱塞的惯性力;采用负的斜盘交错角时,上下死点偏转角偏转方向与缸体旋向相同为正,推迟柱塞腔预压缩和预膨胀过程,反之则为负,提前柱塞腔预压缩和预膨胀过程;在斜盘变量过程中,上下死点偏转角随斜盘倾角改变而变化,斜盘交错角绝对值越小,上下死点偏转角的变化梯度随斜盘倾角变小而增大,而当斜盘倾角在大排量范围内变化时上下死点偏转角的变化梯度变小;上下死点最大偏转角为90°,此时斜盘倾角为零.     

基于LSTM的轴流血泵仿生搏动研究

微型轴流血泵是目前临床最常使用的心室辅助装置之一,针对其恒流辅助不符合自然心脏运作的特点,进行了轴流血泵仿生装置的搭建.针对其检测、控制延迟的缺点,利用了长短期记忆神经网络LSTM预测搏动周期来提高装置的同步搏动准确性.最终得到的训练集预测与实际结果的均方根误差为8.29,而通过测试集得到的预测与实际结果的均方根误差为5.33.最后,进行了结论和误差分析,研究结果证明了轴流泵在同步仿生搏动性上的可行性.     

Computational fluid dynamics modeling and hemolysis analysis of axial blood pumps with various impeller structures

The flow fields in the blood pump were analyzed three-dimensionally using computational fluid dynamics (CFD). Hemolysis of the pump was calculated based on the changes in shear stress and related exposure times along the particle trace lines using a forward Euler approach. In this way, how different impeller structures and rotational speeds affect the hemolysis was particularly acquired. As a result, impeller with long-short alternant vanes behaved best in hemolysis property and can be utilized to axial blood pumps’ development and design.     

心脏泵透皮能源传输系统的试验

人工心脏大多通过穿过皮肤的导线进行供电,人为制造了一个可能的感染源,且给病人的日常生活造成很多不便,为了解决这一问题,设计了一套透皮能量传输系统,利用电磁感应原理通过非接触耦合进行能量传递,实现人工心脏植入人体后的无线能量传输.试验研究了该系统变压器次级线圈匝数、开关频率及变压器气隙的大小对系统性能的影响.结果表明:变压器初级线圈30匝、次级线圈60匝时,传输效率最高,性能最好;开关频率为40 kHz时,系统传输效率最高;透皮能量传输系统的传输效率随变压器气隙的增大而减小,当气隙在0～3 mm范围内时效率在60％～80％之间;气隙超过3 mm时效率明显降低.