麻醉闭环控制是手术智能化非常重要的组成部分,目前在成人上有一些应用,但是由于老人和小孩代谢的差异性,在其麻醉控制方面的研究仍然具有挑战性。针对这一现状,本文将控制理论应用到临床麻醉中,并以药代药效动力学模型为基础,分别建立小孩、成人和老人的模型来描述药物在体内新陈代谢的过程,最后分别针对不同年龄人群做了丙泊酚药物的具体控制方法分析。具体工作如下:首先考虑到不同年龄代谢的差异性,建立了不同人群的模型。其中,以成人药代药效动力学模型为基础,通过异速比例建立了小孩的模型,此外通过加入更多的协变量建立了老人的模型。基于三种模型,从传统控制角度分析了模型的可观可控性。针对闭环控制系统,选取了脑电提取的两种观测特征中的Renyi排序熵作为反馈指标,并介绍了观测特征常用的参数辨识方法。其次,基于采集的成人临床数据,用两种辨识方法得到其具体药效学参数。以此为基础,从传统的控制角度选取了模糊自适应PID、蚁群优化PID两种控制方法和从现代控制理论角度选取了强化学习,采用上述三种控制方法对成人模型进行麻醉闭环的控制。另外加入了人工扰动来测试系统的抗干扰性能,从上升时间、调整时间、超调量对三种控制策略的跟踪性能进行评估,同时从偏离度、精确度和波动度三个方面对控制器的性能进行对比分析。结果表明在准确性能和稳定性能方面,蚁群优化PID控制器相较于其他两种控制器更好,而Q学习控制策略相较于其他的响应速度更快,到达稳定时间更短,抗干扰性能更强。然后根据对成人闭环控制结果的分析,小孩的闭环控制采用蚁群优化PID和Q学习两种控制方法。根据仿真结果分析,各项指标均在临床允许范围内,同时均能快速到达稳定范围并且具有可接受的超调,并且在加入扰动的情况下,仍然具有较好的性能,说明这两种控制策略在小孩麻醉控制中,基本满足临床的要求。最后,基于老人临床数据,同样采用蚁群优化PID和Q学习两种控制方法对老人模型进行控制。结果表明,设计的蚁群优化PID控制器准确性能和稳定性能好,但在响应速度方面较差,而Q学习控制策略响应速度快,且抗干扰性能更好一些。