赵希梅 游健康 刘 浩 李洪谊

1(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳 110870)2(中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳 110016)

微创血管介入手术导管辅助机器人自整定模糊PID控制

赵希梅1,2*游健康1刘 浩2李洪谊2

1(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳 110870)2(中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳 110016)

传统的微创血管介入手术，医生长时间遭受大量射线的辐射，会对医生造成一定的损伤。而用手术机器人代替医生操作导管能够克服上述缺点。为此，针对微创血管介入手术导管辅助机器人系统，首先运用D-H法建立了导管运动学模型，以便获得导管近端到导管末端的运动传递关系，接着选择无刷直流电机作为机器人关节执行器，采用自整定模糊PID控制方法来适应血管介入手术过程中系统参数变化及不确定性因素的影响，实现从端辅助机器人精确快速地跟踪主手的控制指令，进而提高系统的控制精度。仿真结果表明，与传统PID控制相比，自整定模糊PID控制方法能够快速跟踪系统的指令，使系统的跟踪误差减小到0.3mm以下。

微创血管介入手术；辅助机器人；自整定模糊PID控制；无刷直流电机

引言

许多心脑血管疾病，如心律失常，是血管介入手术的主要应用领域。在传统的血管介入手术中，医生直接操作导管，在医学影像的辅助下，经血管把导管送到病灶处，进行诊断和治疗[1]。与传统的开刀手术相比，它具有伤口小、出血少、术后恢复快且并发症少等优点。……