心脏病已经成为威胁人类健康的主要疾病之一,人工心脏移植作为一种治疗严重心脏病的重要手段,在医疗方面有重要的作用和地位,然而捐献心脏的人非常少,人工心脏的需求十分迫切,因此,本项研究具有重要的现实意义和学术价值。为减小人工心脏体积,简化内部工作机理,提高运行效率,提出了一种新型磁悬浮人工心脏结构。采用空间上分离的悬浮结构和旋转结构,既克服了转子旋转过程存在的摩擦问题,又解决了不同磁场之间的耦合问题。在确定参数的基础上,对内部永磁作用力、电磁悬浮力和电磁转矩进行深入分析,得到数学模型表达式,并采用Maxwell 3D实体建模仿真,验证表达式的正确性。设计高可靠性的磁悬浮人工心脏控制系统。采用双闭环控制方式,内环调节磁悬浮转子的径向悬浮稳定性,外环调节磁悬浮转子的旋转转矩波动。将各功能电路模块化,将控制器S3C6410里移植BP神经网络算法代码,为实现神经网络自适应控制奠定硬件基础。采用2-3-1神经网络细胞结构,根据电磁悬浮控制样本数据,求得6个隐含层权值,3个输出层权值,3个隐含层阀值,1个输出层阀值,共13个神经网络初值参数。建立电磁悬浮仿真模型,分析闭环扰动下阶跃响应特性、权值变化情况,分析外部干扰力、横截面积、静态电流、功率放大器增益、传感器增益,多参数同变等情况下,BP神经网络对悬浮稳定性的影响规律。采用2-4-1神经网络细胞结构,根据电磁转矩控制样本数据,求得8个隐含层权值,4个输出层权值,4个隐含层阀值,1个输出层阀值,共17个神经网络初值参数。建立电磁转矩仿真模型,分析闭环扰动下转矩波动情况、权值变化情况,分析外部干扰转矩、尺寸大小、旋转速度、功率放大器增益、传感器增益,多参数同变等情况下,BP神经网络对转矩波动性的影响规律。