ANALISIS DE SENSIBILIDAD Y APLICACIÓN DE LA ESTRTEGIA DE CONTROL POR PROGRAMACION DE GANANCIAS BASADA EN CONTROLADORES PID AL MODELO DE REGULACION DE GLUCOSA

  • Oriana Pérez
  • Rubén Rojas
  • María Coronel
  • Rafael Orellana
Palabras clave: Diabetes, Glucosa, Insulina, Controlador PID, Análisis de sensibilidad

Resumen

La diabetes mellitus ha sido considerada como un grupo de alteraciones metabólicas caracterizada por hiperglucemias o hipoglucemias. Esta enfermedad aparece i) cuando la cantidad de insulina que produce el páncreas no es suficiente para mantener las necesidades del organismo ii) cuando la insulina no tiene efecto sobre el organismo o iii) cuando el páncreas deja de funcionar y la producción de insulina desaparece. En este trabajo se propone un análisis de sensibilidad usando el modelo de regulación de glucosa para un sujeto sano. Este análisis consiste en la variación de los parámetros del modelo hasta obtener cambios en las condiciones basales del paciente. Se encontraron tres parámetros con alta sensibilidad los cuales permitieron generar una población de ocho pacientes con diferentes condiciones basales de glucosa e insulina. Debido que para las personas con diabetes es difícil mantener los valores de glucosa durante 24 horas, se propuso aplicar para esta población de pacientes una estrategia de control por programación de ganancias basada en controladores PID para mantener los niveles de glucosa estables. Tres zonas de operación del modelo fueron escogidas para la aplicación del controlador, una zona alta para valores de glucosa mayores a 120 mg/dl, una zona media para valores de glucosa comprendidos entre 100 a 120 mg/dl y una zona baja para valores de glucosa menores a 100 mg/dl. Como resultado se obtuvo que utilizando la estrategia de control propuesta se logra una mayor velocidad de respuesta y se logra mantener los valores de glucosa en sangre dentro de los rangos normales que cuando se usa un controlador PID sencillo, es decir, no se producen episodios de hipoglucemia o hiperglucemia. Usando la estrategia por programación de ganancias se tiene un mejor tiempo de asentamiento antes y después de las comidas sin producir valores de glicemia que puedan poner en riesgo la vida del paciente.

Citas

[1] Manmucci B. (2008). Atlas Ilustrado de Fisiología Humana. Segunda Edición, Suseta.
[2] Dalla M., Rizza R. and Cobelli C. (2007). Meal Simulation Model of the Glucose-Insulin
System. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 54, No. 10 (Pp. 1740-
1749).
[3] Johnson M. and Mohammad H. (2005). PID Control: New Identification and Design
Methods. Springer.
[4] Ahmad H. (2016). The Artificial Pancreas: How Closed-Loop Control Is Revolutionizing
Diabetes. IEEE Control Systems, Vol. 36, No. 5. (Pp. 28-47).
[5] Pérez O. y Rojas R. (2016). Estrategia de Control basada en Programación de
Ganancias para la Regulación de Glucosa en Pacientes con Diabetes tipo 1. XIII
Congreso Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería y Ciencias Aplicadas
(CIMENICS 2016), Universidad Simón Bolívar, Caracas, Venezuela
[6] Åström K. J. and Wittenmark B. (2008). Adaptative Control. Second Edition, Dover
Books on Electrical Engineering.
[7] García L. (2009). Desarrollo e implementación de un controlador con ganancia
programable para una autoclave. Revista Politécnica. Vol. 5, No. 9 (Pp. 21-30).
[8] Smith C. and Corripio A. (2005). Principles and Practices of Automatic Process Control.
Third Edition, John Wiley & Sons Inc.
[9] Dalla M.C., Raimondo D., Rizza R. and Cobelli C. (2007). Insulin Model GIM, Simulation
Software of Meal Glucose. Journal of Diabetes Science and Technology. Vol. 1, No. 3.
(Pp. 323-330).
Publicado
2017-01-06
Cómo citar
Pérez, O., Rojas, R., Coronel, M., & Orellana, R. (2017). ANALISIS DE SENSIBILIDAD Y APLICACIÓN DE LA ESTRTEGIA DE CONTROL POR PROGRAMACION DE GANANCIAS BASADA EN CONTROLADORES PID AL MODELO DE REGULACION DE GLUCOSA. Ingeniería Al Día, 3(1), 4 - 23. Recuperado a partir de http://revista.unisinu.edu.co/revista/index.php/ingenieriaaldia/article/view/35

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