自动化和智能化的麻醉给药控制是麻醉重要的发展方向和临床需求。目前对麻醉药物剂量的控制仍主要依靠麻醉医生的经验。麻醉过程受药物种类、患者年龄、身体特征等多种因素的影响,其麻醉的智能化控制仍然具有挑战性。丙泊酚-瑞芬太尼联合麻醉是目前静脉麻醉的主要方式,针对其控制研究具有重要的临床应用价值。本文研究的目标是分析丙泊酚-瑞芬太尼联合麻醉的药物效应,设计闭环控制算法,建立基于多模态监测的药物联合输注静脉麻醉闭环控制系统,具体研究内容如下:首先,针对成人的丙泊酚和瑞芬太尼联合麻醉的药物效应模型问题,以药代药效动力学模型为基础,分别构建丙泊酚药物模型、瑞芬太尼药物模型以及两种药物联合模型,并分析了两种药物之间的相互作用关系。为了解决模型参数不确定的问题,使用粒子群优化算法对药物联合模型进行参数辨识,使其能适应不同患者。通过对整个麻醉过程的仿真来验证模型的准确性。其次,针对丙泊酚-瑞芬太尼联合麻醉的药物控制问题,建立了双输入双输出的麻醉闭环仿真系统。采用脑电双频指数和肌电图作为观测指标,提出模糊靶控（Fuzzy Controller-Target Controlled Infusion,FC-TCI）控制和粒子群PID（Particle Swarm Optimization-Proportional Integral Derivative,PSO-PID）控制方法,对患者麻醉过程的不同时期进行了仿真。采用中值性能误差、绝对中值性能误差、摆动度和积分误差对控制结果进行评估,使用上升时间、调整时间和超调量对控制系统性能进行评价。结果表明粒子群PID方法仿真效果更好,模糊TCI方法更适合临床。最后,设计了可用于临床的麻醉闭环控制软件来辅助医生进行麻醉控制。系统以商用的生命监护仪监测患者的生命体征,以医用药物输注泵注射药物。针对设备间的通信和控制问题,设计了多串口并行通信模块。使用专家经验并整合模糊控制策略,设计了基于专家经验的多模态麻醉闭环控制系统软件平台。实现了对患者术中的生命体征监测、预警、效应室浓度预测、药物输注和数据存储等功能。