基于外力观测器的MIS机器人双边力反馈控制
作者:
桑宏强
[1]
陈发
[2]
刘芬
[3]
贠今天
[1]
杨铖浩
[2]
关键词:
微创外科机器人
外力观测器
鲁棒滑模控制
双边力反馈
摩擦和扰动补偿
摘要：
针对现有微创外科手术机器人缺乏力感知和力反馈问题,提出了基于外力观测器的微创机器人鲁棒滑模双边力反馈控制结构.设计了非线性外力观测器,用于实现主从机器人的外力观测.为获得准确的外力观测,需要对摩擦和扰动进行补偿,确定关节摩擦为Stribeck模型,采用遗传算法对模型中参数予以辨识,采用等效法对扰动进行补偿.为实现准确的轨迹跟踪和保证系统的稳定性,设计了鲁棒滑模控制器.通过仿真和实验对所提出的控制结构进行了验证,结果表明所提出的双边力反馈控制结构,能够实现无力传感器下外力的准确观测,同时具有仅通过位置-位置的硬件结构获得位置-力硬件结构的优点,为无力传感器下的主从运动控制奠定了研究基础.
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