تحلیل و طراحی سیستم تله اپراتوری دوجانبه غیرخطی در تماس با محیط غیرمنفعل

فراهم آوردن شفافیت هرچه بیشتر به همراه تامین پایداری ابتدایی ترین اهداف سیستم های تله اپراتوری دوجانبه محسوب می شود. تاکنون برای طراحی این سیستم ها، روش-های مختلفی ارائه شده است که در این بین، تکنیک انفعال محور به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. در این تکنیک، محیط و اپراتور دو سیستم منفعل در نظر گرفته می شوند. منفعل در نظر گرفتن اپرتور چندان دور از واقعیت نیست زیرا اپراتور باعث ناپایداری سیستم حلقه بسته نشده و علاوه بر آن در برابر اعمال نیروهای خارجی به صورت منفعل عمل می کند. اما با توجه به برخی از کاربردهای جدید سیستم های تله اپراتوری مانند جراحی قلب، توانبخشی و غیره، فرض منفعل بودن محیط به هیج وجه قابل قبول نخواهد بود. در این مقاله طراحی سیستم تله اپراتوری غیرخطی دوجانبه در تعامل با محیط های غیرمنفعل مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا معیاری برای سنجش میزان فعال بودن محیط ارائه شده است. سپس یک کنترلر تناسبی- مشتقی توسعه یافته برای تامین هماهنگی موقعیت ها و بازتاب نیرو معرفی گردیده است. در ادامه، پایداری سیستم حلقه بسته با کمک روش لیاپانوف اثبات شده است. پس از آن، شبیه سازی هایی برای بررسی عملکرد سیستم تله اپراتوری پیشنهاد شده در تعامل با محیط های منفعل و غیرمنفعل انجام گرفته است. در نهایت آزمایش های عملی برای صحه گذاری نتایج تئوری آورده شده است.

تحلیل و طراحی سیستم تله اپراتوری دوجانبه غیرخطی در تماس با محیط غیرمنفعل Keywords:

Bilateral teleoperation , Active Environment , Passivity , stability , Proportional-Derivative (PD) control , سیستم تله اپراتوری دوجانبه , محیط غیرمنفعل , تکنیک انفعال محور , پایداری , کنترلر تناسبی- مشتقی