青藏高原地区平均海拔超过4500米,大气压强随着海拔上升而下降,空气越稀薄空气中的氧分压越低。高原缺氧的环境对人体神经、呼吸、循环等器官、系统存在不同程度的影响。高压氧疗法在缺氧引起的高原性疾病有了满意疗效,但是高压氧舱作为医疗器材需要专门场地、医护人员无法推广到日常使用,在此背景下本课题提出了微压富氧舱概念,作为国内第一款民用加压氧舱设备,用于西藏群众、游客等日常生活使用。微压富氧舱在高压氧舱的基础上增加舱内弥散供氧营造富氧环境。目前国内的高压氧舱设备主要控制舱室内的压力,缺少对舱内氧浓度的监控,且由于缺少对压力和氧浓度控制算法的理论研究,导致控制效果差、自动化程度不高。本文针对高压氧舱设备现存不足,根据微压富氧舱功能要求进行控制系统设计,具体内容如下:首先,参照《医用空气加压氧舱》(GB/T12130-2005)国家标准,对微压富氧舱进行各个部分系统设计如舱室系统、压力系统、供氧系统等。据舱内微压富氧环境要求进行系统的管路设计;以西门子1215PLC为主控PLC建立了微压富氧舱控制系统。其次,根据微压富氧舱压力速度变化、供氧量要求,在可压缩流体一维等熵流动理论的基础上计算各部分的管径理论值,根据理论管径值对电动调节阀和质量流量控制选型。同时建立舱内压力、氧浓度数学模型,分析系统特性发现压力和氧浓度之间存在耦合特性。控制方法上先采用两组PI控制器分别控制压力和氧浓度,Simulink仿真结果表明压力变化对氧浓度影响较大。在PI控制的基础改进控制算法,压力采用PI控制,氧浓度采用BP神经网络控制PID控制,仿真和实验结果表明PI控制能准确控制压力升降速度,BP神经网络PID控制氧浓度,可以减少压力变化对氧浓度的影响,提高氧浓度控制效果。此外设计舱内电视机屏幕数据监控系统,由PLC自由口通信和视频字符叠加器组合实现。最后在系统控制要求基础上,设计控制系统流程和上位机WINCC人组态界面及触摸屏人机界面,增加了自动化程度。