人工胰腺从技术上讲是一种可穿戴、微型化的仿生测控仪器,它由连续血糖监测系统、胰岛素输注系统及血糖控制算法三部分组成,是一种针对于糖尿病治疗的最具潜力的技术方案。然而其临床试验的数据及结果显明,人工胰腺尚未成熟且面临诸多技术挑战,其中最为关键的是血糖控制算法如何应对生物系统的特殊控制需求,例如患者在进餐、运行、情绪等复杂环境下的血糖控制波动问题,各大机构纷纷致力于血糖控制算法的研究中并取得了一系列的成果。本论文首先对人工胰腺研究的重要意义与现状进行了分析,继而阐述了血糖控制算法环节的重要性,并对各大血糖控制算法进行了综述;然后,针对于MPC血糖控制算法中仍旧存在的血糖控制问题,针对于其因过度控制原因而导致的餐后低血糖事件,重点研究了基于速率权重的MPC算法在理论上对血糖控制过程中规避餐后低血糖现象的有效性,也进一步利用Ⅰ型糖尿病模拟器中对基于速率权重的MPC算法在餐后血糖控制效果上的有效性进行模拟仿真并得到了验证;其次,使用高精度柱塞泵、指尖血糖仪、皮下植入式葡萄糖传感器以及自行设计了一套基于Matlab环境下的自动控制软件搭建了人工胰腺实验系统,它能成为一个用于研究血糖控制算法以及其他硬件设备的实验平台,并利用此系统对基于速率权重的MPC算法做了糖尿病的动物实验研究;最后,针对于目前基于速率权重的MPC算法在处理组织液与血液中的葡萄糖含量延迟关系环节的缺乏,引入了生理微循环模型对算法加以改进,在生理模型的理论分析以及程序写入上做了初步的工作。