自适应输出反馈控制器

仅需弯曲角即可精准跟踪

该控制器在无需速度测量的情况下，同时在线逼近未知动态和输入不确定性，实现对柔性内窥镜弯曲运动的精准跟踪。

王翔宇 · Yong-Chun, Fang · Ningbo, Yu · 韩建达

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2025

技术优势

无需速度测量

设计连续信号重构不可测速度，控制器仅依赖可测的弯曲角度，降低了传感要求。

同时处理未知动态与输入不确定性

基于自适应模糊逻辑系统在线同时逼近不确定模型和输入迟滞/死区，无需精确建模。

指数稳定保证

闭环系统基于李雅普诺夫理论被严格证明为指数稳定，确保跟踪误差收敛。

在自建原型上验证

方法应用于自建的机器人输尿管镜原型，验证了其有效性和鲁棒性。

应用场景

• 手术机器人：为柔性内窥镜机器人提供自主弯曲跟踪控制，无需速度传感器，简化系统集成。
• 自主学习控制：利用自适应模糊逻辑系统在线学习未知动态，无需预先训练或精确模型。
• 柔性机构控制：应对柔性机构的复杂动态和输入迟滞，实现精准弯曲控制。
• 在线模型辨识：在控制过程中同时在线辨识不确定模型和输入不确定性，无需离线建模。
• 不确定系统控制：针对具有未知动态和输入迟滞/死区的不确定系统，保证闭环稳定性。