Regulação De Glicemia Através De Um Controlador Bi-Hormonal Por Modos Deslizantes Terminal Não-Singular

Abstract

Control algorithms for a bi-hormonal artificial pancreas are proposed in such a way that insulin and glucagon actions are incorporated, aiming to avoid hypoglicemic and hiperglicemic cases. Such control algorithms are utilized in order to ensure the blood glucose regulation in type 1 diabetic patients. The mathematical modelutilized has experimental validation and represents the glucose-insulin-glucagon dynamics. First-Order Sliding Mode Controllers with and without Boundary Layer were utilized. One desires to reach, in finite time, an equilibrium condition of the closed-loop control system, even in the presence of disturbances related to feeding. The stability proof is presented assuming that the state is known. In the simulation results, exact differentiators are used in order to recover the information associated with the unmeasured state variables of the system. At last, the performance of each control strategy is evaluated by means of numerical examples. Resumo: Deseja-se propor algoritmos de controle para um pâncreas artificial bi-hormonal que incorpore a ação da insulina e do glucagon com a finalidade de evitar quadros de hipoglicemia e hiperglicemia. Tais algoritmos são utilizados com o intuito de garantir a regulação da glicemia em pacientes diabéticos tipo 1. O modelo matemático utilizado tem validação experimental e representa a dinâmica glicose-insulina-glucagon. Utilizou-se o controlador por Modos Deslizantes Terminal Não Singular em suas versões contínua e descontínua. Deseja-se alcançar em tempo finito uma condição de equilíbrio do sistema de controle em malha fechada, mesmo na presença de perturbações ligadasà ingestão de alimento. A prova de estabilidadeé apresentada, assumindo que o estadoé conhecido. Nas simulações apresentadas, utilizaram-se diferenciadores exatos na tentativa de recuperar a informação das variáveis de estado do sistema que não são mensuradas. Por fim, são apresentados exemplos numéricos para avaliar o desempenho de cada estratégia.