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胶囊机器人与肠道准静态交互的临界滑动阻力研究
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:机器人
  • 时间:2014.11
  • 页码:705-710
  • 分类:TP242.3[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]沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳110870, [2]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳110016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175349); 国家自然青年科学基金资助项目(61105099); 辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2013060)
  • 相关项目:面向柔性导管远端主从介入操作的建模与控制研究
中文摘要:

针对人工介入手术中存在的插管精度低、射线环境伤害医生等问题,采用主从式导管机器人系统进行微创手术能够很好地解决人工介入手术中的弊端。通常主从导管机器人系统采用PID控制,但PID控制可能会产生较大的超调,导致系统跟踪性能下降,降低手术的安全性。因此,采用自适应模糊PID控制器在线调整PID控制的参数,提高主从控制系统的跟踪性能。首先建立了从手轴向运动和旋转运动的动态模型,然后设计了基于自适应模糊PID控制器的主从导管机器人系统,通过参数在线调整提高了从手对主手信号的跟踪性能。仿真结果表明,所提出的自适应模糊PID的控制方案是有效可行的,表明系统具有较强的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。

英文摘要:

Aimed at such problems in manual invasive surgery as low accuracy of catheterization,X-ray radiation which impaired body of doctors,the drawbacks can be very well solved by using a master-slave robotic catheter system to perform minimally invasive surgery. Generally,proportion integration and differential( PID) control was adopted in a master-slave robotic catheter system,but PID control might produce a larger overshoot which caused deterioration of tracking performance of system,and decreased safety of operation. So,adaptive fuzzy PID controller which adjusted on line parameters of PID control was used to improve tracking performance of master-slave control system. Firstly,the dynamic models of axial motion and rotation motion of slave side were established,then master-slave robotic catheter system was designed based on adaptive fuzzy PID controller. Tracking performance of slave side for master side signals was improved by adjusting the parameters online. The simulation results show that proposed adaptive fuzzy PID control scheme is effective and feasible,and system has quite strong tracking and robust performance,and tracking error of the system is decreased significantly.

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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