Điều khiển trượt kết hợp mờ giám sát hiệu chỉnh trực tuyến cho robot – Ứng dụng cho robot phẫu thuật

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Robotic Assisted Surgery (RAS) kết hợp ưu điểm của phẫu thuật xâm lấn tối thiểu với sự hỗ trợ của robot, yêu cầu hệ thống điều khiển chính xác, bền vững và phản ứng nhanh. Phương pháp điều khiển trượt (SMC) có ưu điểm về tính đơn giản và độ bền vững, nhưng thường gặp hiện tượng rung. Để khắc phục, tác giả tích hợp bộ điều khiển mờ (FLC) vào phần điều khiển tiếp cận (reaching law) tạo thành FSMC, và bổ sung một bộ mờ giám sát (SFLC) để tự động tinh chỉnh hệ số điều khiển đầu ra (nf) theo sai lệch và tốc độ sai lệch, giúp hệ thống thích nghi với điều kiện làm việc thay đổi.

 

Mô hình động lực học robot 2 bậc tự do (DOF) được xây dựng bằng phương pháp Euler–Lagrange; phân tích khả năng điều khiển và quan sát; thiết kế ba cấu trúc điều khiển: SMC truyền thống, FSMC, và SFSMC. Định luật Lyapunov được dùng chứng minh ổn định. Các kịch bản mô phỏng gồm: (i) bám quỹ đạo tốc độ cao, (ii) tình huống mô phỏng thao tác phẫu thuật master–slave. Kết quả MATLAB và mô phỏng thời gian thực trên bộ mô phỏng số OP‑4500 cho thấy SFSMC giảm vượt quá điều chỉnh và thời gian xác lập so với SMC/FSMC, đồng thời loại bỏ rung mà vẫn duy trì độ bền vững trước nhiễu và bất định tham số. Các bảng so sánh định lượng hiệu năng được trình bày rõ ràng cho từng kịch bản.