PID神经网络控制的手术机器人导管操作系统

作者：马旭; 周金鹏^*; 张旭; 周琪

来源：天津理工大学学报, 2020, 36(03): 18-29.

• PID神经网络控制器
• 微创手术
• 远程操作
• 机器人导管操作系统(RCMS)

在微创手术中外科医生长时间暴露于强辐射下,并且需要手动对导管进行灵巧和有效的操作,但这是不精确的.本文的目标是开发一种机器人导管操作系统,以高精度机械控制辅助外科医生进行介入手术.首先,根据PID和神经网络控制算法的特性进行分析.接着,针对经典PID和神经网络PID进行仿真性能分析.然后,在分析机器人导管操纵系统在两种控制算法下的实际性能对比.最后,根据纵向误差和同步操纵性方面进行综合对比.实验结果表明:机器人导管操纵系统的轴向误差小于1 mm.证明了控制方法的可行性和有效性.在远程操作过程中,PID神经网络控制器的同步操纵性能也远优于传统的PID控制器.基本满足机器人导管操作系统的稳定可靠、精度高、反应速度快等要求.

• 单位
  天津理工大学; 河北工业大学; 电子工程学院