Американский журнал доставки лекарств и терапии Открытый доступ

Абстрактный

Нелинейные контроллеры на основе Ляпунова для лечения ВИЧ/СПИДа

Хуррам Шахзад, Ифтихар Ахмад, Ясир Ислам

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — это форма вируса, ответственная за разрушение или ослабление иммунной системы и вызывающая синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Иммунная система испытывает трудности с борьбой с опасными для жизни инфекциями и заболеваниями после атаки этого вируса. Исследователи предложили множество алгоритмов управления инъекциями лекарств в рамках антиретровирусной терапии для лечения ВИЧ/СПИДа. В этой статье была рассмотрена обновленная математическая нелинейная модель ВИЧ/СПИДа и разработаны четыре нелинейных контроллера на основе Ляпунова, а именно: синергетический, универсальный бэкстеппинг, интегральный бэкстеппинг и контроллеры редизайна Ляпунова. Основной целью предложения контроллеров является регулирование количества лекарства, чтобы клетки могли отслеживать желаемое контрольное значение. Дозы антиретровирусных препаратов вместе с антигенспецифическими цитотоксическими Т-лимфоцитами играют активную роль в искоренении ВИЧ/СПИДа путем уничтожения инфицированных клеток CD4 и свободного вируса и увеличения максимального количества неинфицированных клеток CD4 до адекватного уровня. Предложенные нелинейные контроллеры могут уменьшить максимальное количество ошибок установившегося состояния и имеют быстрое время сходимости. Теория на основе Ляпунова была использована для анализа глобальной устойчивости системы. Предложенные контроллеры были смоделированы в MATLAB/Simulink, и был дан подробный сравнительный анализ этих контроллеров для изучения их поведения.