糖尿病安全管道：面向参数不确定性的人工胰腺系统的可证明安全控制框架
系统与控制
2026-05-12 v1 系统与控制
摘要
1 型糖尿病消除身体产生胰岛素的能力，使血糖调节完全依赖于外部胰岛素输送和控制算法。现有闭环方法要么依赖准确的患者专属模型，要么不提供形式化安全保证，且常常计算负担沉重于可穿戴设备。本文提出糖尿病安全管道控制（Glycemic Safety Tube Control, GSTC），一种无模型且计算高效的控制框架，用于自动胰岛素输送。该方法通过设计强制执行临床相关的安全界限，确保血糖保持在指定的安全范围内。我们还推导了在有界餐食扰动和估计误差下的安全性和输入约束满足的可行性条件。对 GSTC 性能的评估与最先进的方法进行比较，包括线性和非线性模型预测控制和滑模控制。结果表明，GSTC 在不同餐食模式和患者状态下均保持安全性，凸显了其鲁健性和计算效率。总体而言，GSTC 提供了一个安全、高效且患者无关的下一代人工胰腺系统方法。
引用
@article{arxiv.2605.10490,
title = {Glycemic Safety Tube: A Provably Safe Control Framework for Artificial Pancreas Systems under Parametric Uncertainty},
author = {Pukhrambam Akash Singh and Ratnangshu Das and Ahan Basu and Pushpak Jagtap},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10490},
year = {2026}
}