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摘要对于1型糖尿病人而言，每天维持血糖稳定是一件特别繁琐的工程，众所周知，人体内的胰岛素和胰高血糖素跟血糖变化密切相关，因此要维持血糖稳定，这两种激素必不可少。按照是否引入外源性胰高血糖素，人工胰脏分为两种:单激素人工胰脏（只注射胰岛素）和双激素人工胰脏（同时注射胰岛素和胰高血糖素）。虽然目前很多学者认为双激素疗法是最有希望解决临床问题的办法，但是毕竟研究的历史不长，导致可用的研究成果很少，而且更重要的是没有人去专门研究胰岛素和胰高血糖素之间的切换逻辑关系，这样的话就无法使两种激素发挥最大功效。我们研究的主要目的就是利用切换控制理论，设计一种恰当的切换律来协调两个子系统之间的关系，使其效率最大化。<br>　　 在这里，总共提出了两种切换控制器，基于内模PID(IMC-PID)的切换控制器和最优切换控制器。其中基于IMC-PID的切换控制器对应两种切换律:P型切换律和PD型切换律。胰岛素和胰高血糖素的输注速度是通过两个IMC-PID控制器分别设计，引入了动态模型，从而可以更加精确的设计输注速率。第二种切换控制器是最优切换控制器。两个子系统分别用模型预测控制器(MPC)分别控制，通过控制器，每个子系统都可以得到系统的局部最优输入，根据博弈论的思想，提出了一个包含输入和输出的目标函数，这就是我们的最优切换律，通过这个目标函数，可以从三个局部最优输入中选择一个全局最优输入。提出的这些控制疗法都在虚拟平台中与最优的单激素疗法进行了比较。<br>　　 仿真成果显示，与传统的单激素疗法相比，本文设计的两种切换控制疗法都有着显著的优势，不仅能够减少低血糖，而且使血糖曲线更加平滑，令大部分血糖值都能够维持在安全范围以内，并且对饮食大小、胰岛素敏感度和胰高血糖素敏感度三种变化扰动有很好的鲁棒性。从而有理由相信切换疗法是一种切实可行的避免低血糖的方法，基于切换疗法的人工胰脏也将成为血糖控制中一个很有前途的方向。