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基于模糊PID调节的核磁兼容机器人气动控制技术
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:机器人
  • 时间:2012.9.15
  • 页码:531-538
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]天津大学机械工程学院,天津300072, [2]天津市人民医院影像部,天津300121
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175373);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-10-0625).
  • 相关项目:封闭式核磁图像导向近距离粒子放射治疗手术系统关键技术研究
中文摘要:

基于自主研发的M对(核磁共振成像)导航针刺手术机器人,搭建了机器人气动控制系统.建立了开关阀控气缸、气缸摩擦力及长气管等数学模型,设计了模糊PID(比例-积分-微分)控制器,并在此基础上进行了PWM(脉宽调制)信号的线性分解.模拟仿真和实验验证结果均表明模糊PID控制器对系统具有较高的位置控制精度及轨迹跟踪能力.结合机器人进行针刺精度实验,结果显示针刺精度误差为0.79mm,满足精度要求.

英文摘要:

Based on the analysis of the independently developed MRI-guided needle-penetrating robot, a pneumatic control system is designed. The on/off valve-cylinder model, cylinder friction model and long transmission lines model are established. Then, a fuzzy PID (proportional-integral-derivative) controller is designed, and PWM (pulse width modulation) signal is decomposed linearly. Simulation and experimental results indicate that the controller is effective in both position control and trajectory tracking. The controller is implemented on the robot to verify the needle precision, and the results show that the error of needle penetration is 0.79 mm, which meets the accuracy requirement.

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期刊信息
  • 《机器人》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11997