Diseño robusto de un observador de perturbaciones con saturaciones: Aplicación al control de regulación de la glucosa en pacientes con diabetes tipo 1

Abstract

La diabetes mellitus tipo 1 requiere de un estricto control en la administración de insulina para evitar consecuencias graves derivadas de la hiperglucemia y la hipoglucemia. El concepto de páncreas artificial permite la automatización en el tratamiento de pacientes con esta enfermedad, sin embargo, requiere de algoritmos de control capaces de operar eficientemente para mantener la concentración de glucosa en la sangre en niveles apropiados. Estos niveles apropiados en conjunto con el hecho de que el controlador no puede eliminar insulina del sistema nos indican que la salida y la entrada se encuentran acotadas, lo cual es considerado en el diseño del controlador para mejorar su desempeño. Debido a la presencia de incertidumbres y perturbaciones externas se propone el uso de un controlador robusto basado en un observador de estados extendidos generalizado (EGESO) que asegure una operación eficiente que evite episodios de hiperglucemia e hipoglucemia. Con el uso del EGESO se pueden estimar tanto los estados del sistema como las perturbaciones, lo cual elimina la necesidad de conocer información sobre las horas de ingesta, así como las cantidades a ingerir. La estabilidad del sistema de control propuesto es asegurada mediante el método del elipsoide atractivo y la solución de un problema de optimización basado en desigualdades matriciales bilineales (BMI). El desempeño del esquema de control propuesto es verificado mediante pruebas de simulación en Simulink, donde se observa que el controlador propuesto emula la terapia de bucleabierto en la cual el paciente debe administrar un bolo de insulina de forma paralela a cada ingesta..