遥操作骨科复位手术网络时延控制研究

作     者：王宏民 杜志江 闫志远 刘荣强 WANG Hongmin;DU Zhijiang;YAN Zhiyuan;LIU Rongqiang

作者机构：黑龙江科技大学电气学院黑龙江哈尔滨150022 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080 

基　　金：国家高技术研究发展计划(SS2012AA041604) 国家重点实验室开放课题(SKLRS-2013-MS-08) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2016年第37卷第6期

页      码：860-866页

摘      要：针对遥操作骨科手术过程中存在网络时延的问题,提出了基于H∞和μ综合的鲁棒控制器设计方法。通过测试UDP、TCP/IP协议下网络的时延值,采用了UDP协议进行数据的传输的方法。针对遥操作手术机器人动力学模型与实际模型之间存在差异的问题,引入扰动观测器和低通滤波器将机器人动力学模型进行了修正。运用H∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计了主从端控制器。针对时延最大值2 s的情况,采用μ综合的方法加以处理。通过Internet完成了无约束状态下位置跟踪和受限状态下力跟踪实验。实验结果表明,所设计的控制器能够在时延发生且最大值不超过2 s的情况下保证主从系统较好的稳定性,验证了遥操作骨科复位手术在Internet环境下的可行性。

主 题 词：遥操作手术 网络延时 远程医疗 鲁棒控制 动力学模型 扰动观测器 低通滤波器 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0827[工学-食品科学与工程类] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0835[0835] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.201409055

馆 藏 号：203186823...