呼吸机是一种精密机械通气装置,对控制系统的响应速度和控制精度有严格的要求。呼吸机的工作介质为压缩性极强的气体,导致该系统具有非线性和扰动强等特性,对于非线性系统传统PID控制器已经无法达到控制要求,基于PID控制的各种自适应算法得到了广泛研究,比如神经网络整定PID控制、遗传算法整定的PID控制、迭代学习PID控制等,但这些算法复杂度较大,对于实时性要求较高的系统难以实现。针对上述问题,以国内某公司试生产的一款气动比例阀为研究对象,通过对其进行力学分析并结合控制经验,建立了一套模糊PID控制规则,设计硬件电路并在STM32F767微控制器上编程实现了该算法,实验结果表明响应速度和控制精度均较好,输出流量有效范围7 L/min—180 L/min,稳态误差≤±4%,响应时间≤30 ms,输出流量稳定,系统鲁棒性较强,满足呼吸机应用要求。