人工心臟血泵是用來代替心臟工作的變速、變容量的小型泵，以此來保證病人的正常的身體機能，按照植入位置可分為體外式和植入式。傳統的血泵一般都采用機械驅動的軸承葉輪，但是這種方式有著明顯的缺點，比如對于軸承接觸區會造成壓力和產生熱量，進而造成溶血（破壞紅細胞）和血栓（血液凝塊）。這對血液流動是非常不好的。此外，這類醫療型應用要求任何與血液接觸的部分都必須是一次性的，避免感染。

在近期舉辦的NI技術峰會上來自美國的MIT精準運動控制實驗室的研究人員介紹了他們設計和開發的基于磁懸浮的無軸人工心臟血泵系統原型。通過磁場非耦合的方式取代軸承來驅動葉輪的轉動，磁場的控制可以采用電感線圈來實現，這在一定程度了降低了系統的復雜性，同時也降低了成本。

圖1：MIT精準運動控制實驗室推出的人工心臟血泵系統原型

控制定子線圈產生正確的磁場需要對十二個電磁鐵采用閉環控制，MIT設計團隊采用的是NI推出的MyRIO嵌入式控制器平臺，借助NI LabVIEW系統設計工具能夠快速的搭建閉環控制系統，此外MyRIO集成的是Xilinx Zynq Z-7010 SoC器件，具備豐富的高速可編程邏輯資源，這對于提供實時、可靠的閉環控制是非常有必要的。

圖2：NI推出的基于Xilinx Zynq SoC的MyRIO控制器

閉環控制反饋部分主要采用四個渦流傳感器，采用的是TI LDC1101 16位電感數字轉換器，它們被分為兩對分別測量不同轉子的實時位置，與NI MyRIO的通信則采用的是五線SPI接口。閉環控制以及反饋控制算法都是在Zynq SoC的可編程邏輯部分實現的，因為基于微控制器或者微處理器實現的軟件算法不能達到系統實時性和絕對可靠性的要求，實際的閉環刷新率達10KHz（理論上MyRIO控制器支持46KHz的刷新率）。此外Zynq SoC的ARM處理器可以用來實現用戶界面以及數據日志等功能。

圖3：閉環控制反饋環節的設計

作為一款配備NI工業級標準可重配置I/O （RIO） 技術的產品，NI myRIO繼承了雙核ARM Cortex-A9的實時性能以及Xilinx FPGA可定制化I/O。它的便攜性、無縫軟件操作幫助用戶快速實現完整的嵌入式工程項目。