دوره 14، شماره 2 - ( مجله کنترل، جلد 14، شماره 2، تابستان 1399 )                   جلد 14 شماره 2,1399 صفحات 63-77 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Motaharifar M, Taghirad H, Mohammadi S. A Robust Controller with Online Authority Transformation for Dual User Haptic Training System. JoC. 2020; 14 (2) :63-77
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-581-fa.html
مطهری فر محمد، تقی راد حمید، محمدی سید فرزاد. طراحی یک ساختارکنترلی مقاوم مبتنی بر انعکاس نیرو با قابلیت انتقال بر خط اختیار عملیات در سامانه هپتیک دوکاربره آموزش جراحی. مجله کنترل. 1399; 14 (2) :63-77

URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-581-fa.html


1- دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
2- دانشگاه علوم پزشکی تهران
چکیده:   (1812 مشاهده)
در این تحقیق یک ساختار کنترلی مبتنی بر انعکاس نیرو برای سامانه هپتیک آموزش جراحی توسعه داده می‌شود. در سامانه هپتیک آموزش جراحی عملیات جراحی به صورت مشارکتی توسط استاد و دستیار انجام می‌شود. مشارکت هر یک از این دو جراح در عملیات توسط کنسولهای هپتیکی که در اختیار دارند امکانپذیر می‌شود. علیرغم آنکه عملیات اصلی به طور پیش‌فرض توسط دستیار انجام می‌شود، استاد می‌تواند در صورت بروز انحراف از سوی دستیار در عملیات مداخله نماید و اشتباهات احتمالی دستیار را تصحیح نماید. برای آنکه استاد قادر باشد در حین انجام عملیات، اختیار عمل را از دستیار به خود منتقل نماید، نیروی دست استاد در مواقع لزوم از طریق سامانه هپتیک به دستان دستیار منتقل می‌شود. با استفاده از سامانه هپتیک، موقعیت دستیار به سمت استاد منتقل می‌شود تا از این طریق استاد اطلاعات موقعیت لحظه‌ای ابزار جراحی را در اختیار داشته باشد. کنترل‌کننده های پایدارساز برای هر یک از کنسول¬های هپتیک توسعه داده می‌شود. پایداری کلی مجموعه با استفاده از روش «پایداری ورودی به حالت» تحلیل می‌شود. نتایج شبیه سازی صحت عملکرد ساختار کنترلی پیشنهادی را تایید می‌کنند.
متن کامل [PDF 780 kb]   (103 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1397/2/22 | پذیرش: 1397/11/24 | انتشار: 1398/5/24

فهرست منابع
1. [1] Hokayem, P.F. and Spong, M.W., 2006. Bilateral teleoperation: An historical survey. Automatica, 42(12), pp.2035-2057. [DOI:10.1016/j.automatica.2006.06.027]
2. [2] Sharifi, I., Talebi, H.A. and Motaharifar, M., 2016. A framework for simultaneous training and therapy in multilateral tele-rehabilitation. Computers & Electrical Engineering, 56, pp.700-714. [DOI:10.1016/j.compeleceng.2016.08.002]
3. [3] Liu, F., Lelevé, A., Eberard, D. and Redarce, T., 2016. A Dual-user Teleoperation System with Adaptive Authority Adjustment for Haptic Training. In New Trends in Medical and Service Robots (pp. 165-177). Springer, Cham. [DOI:10.1007/978-3-319-30674-2_13]
4. [4] Nudehi, S.S., Mukherjee, R. and Ghodoussi, M., 2005. A shared-control approach to haptic interface design for minimally invasive telesurgical training. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 13(4), pp.588-592... [DOI:10.1109/TCST.2004.843131]
5. [5] Khademian, B. and Hashtrudi-Zaad, K., 2012. Dual-user teleoperation systems: New multilateral shared control architecture and kinesthetic performance measures. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 17(5), pp.895-906. [DOI:10.1109/TMECH.2011.2141673]
6. [6] Li, J., Tavakoli, M. and Huang, Q., 2014. Absolute stability of a class of trilateral haptic systems. IEEE transactions on haptics, 7(3), pp.301-310. [DOI:10.1109/TOH.2014.2321616]
7. [7] Llewellyn, F.B., 1952. Some fundamental properties of transmission systems. Proceedings of the IRE, 40(3), pp.271-283. [DOI:10.1109/JRPROC.1952.273783]
8. [8] Razi K, Hashtrudi-Zaad K. Analysis of coupled stability in multilateral dual-user teleoperation systems. IEEE Transactions on Robotics. 2014 Jun;30(3):631-41. [DOI:10.1109/TRO.2013.2295889]
9. [9] Zeheb, E. and Walach, E., 1981. Necessary and sufficient conditions for absolute stability of linear n‐ports. International Journal of Circuit Theory and Applications, 9(3), pp.311-330. [DOI:10.1002/cta.4490090306]
10. [10] Shahbazi, M., Atashzar, S.F., Talebi, H.A. and Patel, R.V., 2015. Novel cooperative teleoperation framework: Multi-master/single-slave system. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20(4), pp.1668-1679. [DOI:10.1109/TMECH.2014.2347034]
11. [11] Ghorbanian, A., Rezaei, S.M., Khoogar, A.R., Zareinejad, M. and Baghestan, K., 2013. A novel control framework for nonlinear time-delayed dual-master/single-slave teleoperation. ISA transactions, 52(2), pp.268-277. [DOI:10.1016/j.isatra.2012.09.003]
12. [12] Nuno, E., Ortega, R., Barabanov, N. and Basañez, L., 2008. A globally stable PD controller for bilateral teleoperators. IEEE Transactions on Robotics, 24(3), pp.753-758. [DOI:10.1109/TRO.2008.921565]
13. [13] Shahbazi, M., Atashzar, S.F., Talebi, H.A. and Patel, R.V., 2014, May. An expertise-oriented training framework for robotics-assisted surgery. In Robotics and Automation (ICRA), 2014 IEEE International Conference on (pp. 5902-5907). IEEE. [DOI:10.1109/ICRA.2014.6907728]
14. [14] Motaharifar, M., Talebi, H.A., Abdollahi, F. and Afshar, A., 2015. Nonlinear adaptive output-feedback controller design for guidance of flexible needles. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20(4), pp.1912-1919. [DOI:10.1109/TMECH.2014.2359181]
15. [15] Khalil, H.K., 2017. Extended high-gain observers as disturbance estimators. SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration, 10(3), pp.125-134. [DOI:10.9746/jcmsi.10.125]
16. [16] Polushin, I.G. and Marquez, H.J., 2003. Stabilization of bilaterally controlled teleoperators with communication delay: an ISS approach. International Journal of Control, 76(8), pp.858-870. [DOI:10.1080/0020717031000116515]
17. [17] Atashzar, S.F., Polushin, I.G. and Patel, R.V., 2017. A small-gain approach for nonpassive bilateral telerobotic rehabilitation: Stability analysis and controller synthesis. IEEE Transactions on Robotics, 33(1), pp.49-66. [DOI:10.1109/TRO.2016.2623336]
18. [18] Spong, M.W. and Vidyasagar, M., 2008. Robot dynamics and control. John Wiley & Sons.
19. [19] Marquez, H.J., 2002. Nonlinear Control Systems: Analysis and Design.
20. [20] Royden, H.L. and Fitzpatrick, P.M., 2010. Real analysis (4th Edtion). New Jersey: Printice-Hall Inc.
21. [21] E. Nuno, R. Ortega, L. Basanez, and D. Hill, "Synchronization of networks of nonidentical euler-lagrange systems with uncertain parameters and communication delays," Automatic Control, IEEE Transactions on,vol. 56, no. 4, pp. 935-941, 2011. [DOI:10.1109/TAC.2010.2103415]
22. [22] M. Motaharifar, A. Bataleblu, and H. Taghirad, "Adaptive control of dual user teleoperation with time delay and dynamic uncertainty," in Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), 2016. IEEE, 2016. [DOI:10.1109/IranianCEE.2016.7585725]
23. [23] Taghirad, H.D., 2013. Parallel robots: mechanics and control. CRC press. [DOI:10.1201/b16096]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله کنترل می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2020 All Rights Reserved | Journal of Control

Designed & Developed by : Yektaweb