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人体血糖水平的建模和优化控制。 (英语) Zbl 1319.49060号

摘要:调节血糖水平对人体来说是一个具有挑战性的控制问题。随着时间的推移,血糖水平异常会导致严重的健康问题,包括糖尿病。虽然已经提出了几个数学模型来描述葡萄糖-胰岛素相互作用的动力学,但没有一个被研究界普遍采用。在本文中,我们考虑了Liu和Tang最初在2008年提出的血糖调节系统的动态模型。该模型由八个状态变量组成,自然分为三个子系统:胰高血糖素和胰岛素转换子系统、受体结合子系统和葡萄糖子系统。该模型包含36个模型参数,其中许多参数未知且难以准确确定。我们提出了一个最佳参数选择问题,其中必须选择模型参数的最佳值,以使得到的模型最适合给定的实验数据。我们证明,使用最优控制软件MISER 3.3可以很容易地解决此最优参数选择问题。使用这种方法,可以显著改进模型与实验数据的匹配。我们还研究了所得优化模型对胰岛素释放率的敏感性。最后,我们使用MISER 3.3确定优化模型的最优开环控制。

MSC公司:

49N90型 最优控制和微分对策的应用
49立方米 基于非线性规划的数值方法
92 C50 医疗应用(通用)
92C45型 生化问题中的动力学(药代动力学、酶动力学等)
93A30型 系统数学建模(MSC2010)

软件:

MISER3公司
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全文: DOI程序

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