一种面向免疫细胞培养的调控方法及系统与流程

本申请涉及培养箱湿度控制，具体涉及一种面向免疫细胞培养的调控方法及系统。

背景技术：

1、免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应答相关的细胞，包括淋巴细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞和肥大细胞等。细胞培养箱通过模拟一个类似于生物体内细胞生存的环境，对免疫细胞进行体外培养。免疫细胞的培养不仅依赖于营养物质，还受到多种环境因素的影响，如温度、湿度、气体浓度和培养液的ph值等。在细胞培养箱的环境控制中，温湿度控制的效果更是影响细胞存活率的核心因素。

2、目前，细胞培养箱的湿度通常采用pid控制器来进行调控。然而，现有的pid调控方法并未充分考虑到湿度受到温度以及外界其他因素之间的影响，使得免疫细胞培养的湿度控制精度较低，从而影响了免疫细胞培养的存活率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种面向免疫细胞培养的调控方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种面向免疫细胞培养的调控方法，该方法包括以下步骤：

3、s1，采集免疫细胞培养箱预设调节时段内的温度序列、湿度序列和调节指令序列；

4、s2，根据温度序列中所有元素的整体波动变化、局部数据与预设的温度保持值之间的差异情况，得到温度序列的自身波动程度；根据温度序列与湿度序列之间的距离和局部数据变化差异，得到温度序列的湿度影响指数；

5、s3，根据调节指令序列中非零元素在温度序列中的位序分布情况，得到湿度平均响应；综合温度序列的湿度影响指数和湿度平均响应得到控制差异指数；

6、s4，获取湿度序列的自身波动程度；综合湿度序列的自身波动程度、温度序列的自身波动程度和控制差异指数，得到湿度变化调控系数；根据前一个调节时段的湿度变化调控系数对当前调节时段内培养箱的湿度进行控制。

7、进一步，所述温度序列的自身波动程度的获取方法，包括：

8、根据温度序列中所有元素的波动变化，得到温度序列的整体波动系数；

9、将温度序列平均分割为预设数量个子序列；计算各子序列中所有元素的均值，记为第一均值；将第一均值不等于预设的温度保持值的子序列，记为温度偏离子序列；

10、获取各温度偏离子序列中所有元素与温度保持值的差异最大值；将所有温度偏离子序列的所述差异最大值的均值，记为温度序列的子序列差异指数；获取所有温度偏离子序列的数量与子序列总数的比值，记为温度序列的偏离占比；计算温度序列的整体波动系数与子序列差异指数的和值；将所述和值与温度序列的偏离占比的乘积，作为温度序列的自身波动程度。

11、进一步，所述温度序列的整体波动系数的获取方法，包括：

12、获取温度序列中的所有峰值，计算各峰值与其它所有峰值的差异均值，记为各峰值的峰值差异；将所有峰值的峰值差异的累加和记为温度序列的整体波动系数。

13、进一步，所述温度序列的湿度影响指数的获取方法，包括：

14、对于湿度序列和预设的湿度保持值，采用与温度偏离子序列相同的获取方法，得到各湿度偏离子序列；获取所有湿度偏离子序列与所有温度偏离子序列的数量差异，记为温湿度偏离差异；

15、对各湿度偏离子序列、各温度偏离子序列进行归一化处理，得到各湿度偏离标准子序列、各温度偏离标准子序列；将所有湿度偏离标准子序列中与各温度偏离标准子序列之间的距离最小的湿度偏离标准子序列，记为各温度偏离标准子序列的湿度同变序列；获取所有温度偏离标准子序列与其湿度同变序列之间的距离最大值，记为最大湿度同变差异；融合温湿度偏离差异与最大湿度同变差异，得到温度序列的湿度影响指数。

16、进一步，所述融合温湿度偏离差异与最大湿度同变差异，得到温度序列的湿度影响指数，包括：令温度序列的湿度影响指数为f，；式中，g为温湿度偏离差异；h为最大湿度同变差异；为预设大于0的常数。

17、进一步，所述湿度平均响应的获取方法，包括：

18、获取调节指令序列中各非零元素的位序；将包含所述位序的各温度偏离标准子序列记为各温控子序列；将各温控子序列与其湿度同变序列的首位元素之间的位序差异，记为湿度响应时间；计算所有温控子序列的所述湿度响应时间的均值，作为湿度平均响应。

19、进一步，所述综合温度序列的湿度影响指数和湿度平均响应得到控制差异指数，包括：

20、将湿度平均响应与温度序列的湿度影响指数的比值，作为温度序列的控制差异指数。

21、进一步，所述湿度变化调控系数的获取方法，包括：

22、对于湿度序列，采用与温度序列的自身波动程度相同的获取方法，得到湿度序列的自身波动程度；将湿度变化调控系数记为r，；式中，a为温度序列的自身波动程度；k为温度序列的控制差异指数；s为湿度序列的自身波动程度；为线性归一化函数。

23、进一步，所述根据前一个调节时段的湿度变化调控系数对当前调节时段内培养箱的湿度进行控制，包括：

24、将前一个调节时段的湿度变化调控系数与预设的比例项之和，作为当前调节时段内pid控制的比例项参数对当前调节时段内培养箱的湿度进行控制。

25、第二方面，本申请实施例还提供了一种面向免疫细胞培养的调控系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述一种面向免疫细胞培养的调控方法的步骤。

26、本申请至少具有如下有益效果：

27、本申请分析了受到外部环境的影响箱内的温度与湿度也会发生一定的波动，对湿度控制精度的影响，首先考虑到湿度受到温度变化的影响较大，根据温度序列对温度保持值的偏离情况构建自身波动程度，以评估温度偏离预设值的偏离程度；进一步分析受到环境中不同因素的影响，不同时间段的温度偏离程度不一致的情况，构建湿度影响指数，较为准确的评估温度偏离对于湿度的影响程度；分析温度与湿度的同步变化构建湿度影响指数，进一步评估湿度受到温度调控的影响程度；最后分析调节指令对湿度调控时对湿度数据的影响，结合湿度影响指数得到控制差异指数，通过考虑到湿度受到温度的影响程度与湿度的自身波动程度，可以根据实际情况自动优化控制器参数，提高了细胞培养箱中的湿度控制的精度，从而提高了免疫细胞培养的存活率。

技术特征：

1.一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述温度序列的自身波动程度的获取方法，包括：

3.如权利要求2所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述温度序列的整体波动系数的获取方法，包括：

4.如权利要求2所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述温度序列的湿度影响指数的获取方法，包括：

5.如权利要求4所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述融合温湿度偏离差异与最大湿度同变差异，得到温度序列的湿度影响指数，包括：令温度序列的湿度影响指数为f，；式中，g为温湿度偏离差异；h为最大湿度同变差异；为预设大于0的常数。

6.如权利要求4所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述湿度平均响应的获取方法，包括：

7.如权利要求1所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述综合温度序列的湿度影响指数和湿度平均响应得到控制差异指数，包括：

8.如权利要求2所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述湿度变化调控系数的获取方法，包括：

9.如权利要求1所述的一种面向免疫细胞培养的调控方法，其特征在于，所述根据前一个调节时段的湿度变化调控系数对当前调节时段内培养箱的湿度进行控制，包括：

10.一种面向免疫细胞培养的调控系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种面向免疫细胞培养的调控方法的步骤。

技术总结
本申请涉及培养箱湿度控制技术领域，具体涉及一种面向免疫细胞培养的调控方法及系统，该方法包括：采集免疫细胞培养箱预设调节时段内的温度序列、湿度序列和调节指令序列；根据温度序列中所有元素的整体波动变化、局部数据与预设的温度保持值之间的差异情况，得到自身波动程度；根据温度序列与湿度序列之间的距离和局部数据变化差异，得到湿度影响指数；根据调节指令序列中非零元素在温度序列中的位序分布情况和湿度影响指数得到控制差异指数；综合湿度序列的自身波动程度、温度序列的自身波动程度和控制差异指数，得到湿度变化调控系数对当前调节时段内培养箱的湿度进行控制。本申请可提高免疫细胞培养的湿度控制精度。

技术研发人员：江晔,赵虹翔,高业胜,程志强,滕波,宋泓纬
受保护的技术使用者：上海华颜医药科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5