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本文提出了一种基于先进干扰观测器（DOB）的力估计方法，用于办公型手术设备中力传感器的故障检测与冗余传感。通过建立超声波电机（USM）阶段的动力学模型，设计了包含PID控制器与非线性补偿的位置控制系统，并构建了无需加速度测量的先进干扰观测器，实现了对接触力的精确估计。结合接触估计器与故障检测器，系统可在不增加硬件的前提下实现力传感冗余，提升设备安全性。数值模拟与实验验证表明，该方法能有效估计接触力并在传感器故障时及时报警，具有良好的应用前景。

本文探讨了超声电机驱动手术设备中的鲁棒阻抗控制与基于高级干扰观测器的力传感器故障检测技术。鲁棒阻抗控制方案通过平滑饱和函数抑制抖动，实现精确的位置与力轨迹跟踪，并在变阻抗和对比实验中展现出优于传统PIDIC的性能。同时，提出利用干扰观测器估计接触力并检测力传感器故障，提升系统安全性与可靠性。两种方案互补，增强了系统的抗干扰能力和容错性。文章还分析了实际应用中的模型不确定性、干扰复杂性和故障检测准确性等挑战，并提出了自适应控制、滤波补偿和多传感器融合等解决方案。未来趋势包括智能化控制、多模态融合及系统微型化集

本文针对受限环境下压电执行器末端执行器在医疗应用中面临的位置与力控制融合、系统非线性及参数不确定性等挑战，提出了一种结合干扰观测器（DOB）与滑模控制（SMC）的鲁棒阻抗控制方案。通过建立包含非线性效应和外部干扰的压电超声电机（USM）动态模型，设计了广义阻抗控制框架以统一调节位置和力轨迹。利用DOB补偿集中干扰，SMC增强系统对不确定性和干扰的鲁棒性，并通过Lyapunov方法证明系统稳定性。实验结果验证了该方法的有效性，分析了阻抗参数对控制性能的影响，提供了参数选择策略，为耳外科手术等精密医疗操作提供了

本文介绍了一种用于医疗手术中快速管插入的力-位置控制方法，结合了基于位置和基于力插入方法的优点，实现了高成功率与短插入时间的平衡。通过设计运动轨迹输入和可调节加权机制，该方法在刚性与手持稳定设置下均表现出优异的性能，适用于鼓膜造口等手术，并具备向血管插管、药物注射等领域推广的应用前景。

本文介绍了一种用于治疗中耳积液的快速鼓膜通气管插入新方法，提出结合位置控制与力控制优势的力-位置控制策略。该方法通过基于办公室的手术设备实现自动化操作，利用高灵敏度力传感器和精密运动控制系统，在保证插入速度的同时提升对不同鼓膜特性的适应性，显著提高手术成功率。实验结果表明，新方法在平均0.16秒内完成插入，成功率高达95%。该技术有望为耳鼻喉科提供更高效、安全的临床解决方案，并具备与机器人辅助手术等先进技术融合的潜力。

本文提出了一种基于干扰观测器（DOB）的最优鲁棒控制方案，用于实现耳外科手术中软膜接触力的精确控制与头部运动补偿。通过构建改进的软膜粘弹性模型，设计了基于约束LQ优化算法的最优PID力控制器，并引入DOB对集总干扰（包括外部运动和模型不确定性）进行估计与补偿。实验结果表明，该方案在规则和随机干扰下均能有效减小接触力误差，显著优于传统方法，且无需额外硬件，适用于高精度医疗操作。文章还分析了系统稳定性，验证了位置、力闭环及DOB的有界稳定特性，并探讨了其在医疗与工业领域的应用前景及未来发展方向。

本文提出了一种基于视觉辅助力反馈的稳定系统及软膜最优鲁棒接触力控制方案，旨在解决医疗手术中因患者运动导致的设备稳定性与接触力控制难题。通过结合力反馈与视觉运动补偿，系统有效抑制了头部运动等干扰，提升了接触力跟踪精度与整体稳定性。针对软膜非线性、粘弹性特性，建立了包含接触效应与粘弹性行为的组合模型，并采用LQ优化算法设计PID控制器，结合基于干扰观测器（DOB）的补偿机制，实现了高精度、强抗干扰的力控制。实验验证表明，该方案在三角波和梯形波输入下模型拟合度分别达到90%和88.8%，优化后控制成本降低39.4

本文介绍了一种基于视觉辅助力反馈的稳定系统，旨在提升耳外科手术中接触力的控制精度与稳定性。系统采用级联控制结构，结合力反馈控制器与基于视觉的运动补偿器，有效应对头部运动带来的干扰。通过PIDF控制器实现高精度力跟踪，并利用图像处理技术实时测量并补偿头部运动。实验结果表明，该系统在规则运动和模拟头部运动下均显著优于传统力控制方法，最大误差和均方根误差大幅降低，且RMSE低于期望力的10%，满足临床应用需求。未来可通过优化延迟、增强抗干扰能力进一步提升性能，并拓展至机器人手术等精密操作领域。

本文介绍了一种基于力反馈与视觉辅助的耳部手术稳定系统，旨在提升门诊环境下鼓膜切开及通气管插入手术的安全性与成功率。系统结合力反馈监督控制与视觉运动补偿，通过高精度传感与PID控制实现接触力稳定，利用视觉反馈实时补偿患者头部Z轴微小运动。实验表明，该系统在多种模拟条件下均能保持超过95%的成功率，并有效控制插入力与位置误差。该技术为清醒患者耳部手术提供了高效、安全的自动化解决方案，具有广泛临床应用前景。

本文介绍了一种基于力的监督控制辅助手术系统，通过超声电机驱动和精确的2-DOF与非线性补偿控制器实现高精度运动控制。系统采用Hunt-Crossley模型抑制外部力干扰，并结合力传感器反馈，设计了用于自动完成鼓膜切开术和管插入的监督控制器。整体流程包括鼓膜类型识别、切口与插入里程碑检测、自适应S曲线插入路径生成等环节。采用MLP神经网络对四种模拟鼓膜进行分类，准确率达97.4%。实验验证表明，系统在各类膜上插入成功率超过98%，时间小于0.45秒。该技术具备高精度、智能化、个体化优势，未来可融合机器人与影像

本文介绍了一种基于力的监督控制辅助手术的新型‘一体化’设备，用于治疗中耳炎积液（OME）。该设备集成了机械系统、力传感系统和智能控制系统，可在办公室环境下通过局部麻醉完成鼓膜切开术和通气管插入，克服了传统手术对全身麻醉、医生技能和高昂成本的依赖。系统通过力反馈实现自动识别手术步骤并精确执行操作，提升了手术的安全性、精度与效率。未来该技术有望拓展至其他耳科及微创手术领域，并支持远程医疗应用，改善患者治疗体验与可及性。

本文介绍了无力传感器条件下基于干扰观测器的力估计及补偿方法，重点探讨了无模型摩擦补偿和重力补偿两大技术。针对摩擦力，提出了基于神经网络和模糊逻辑的补偿方案，无需精确摩擦模型即可实现高精度估计；对于重力影响，分析了机械方法（被动与主动补偿）和控制方法的优缺点，并结合实际应用场景给出选择策略。通过机器人运动控制和航空航天设备的姿态控制案例，展示了这些方法在提升系统精度和性能方面的有效性。未来发展趋势包括多方法融合、在线自适应补偿以及与物联网、大数据等新兴技术的结合，推动机电系统向更高智能化方向发展。

本文综述了无测力传感器条件下基于干扰观测器的力估计方法，涵盖线性干扰观测器、非线性干扰观测器（NDOB）和扩展状态观测器（ESO）的设计原理与收敛性分析，并探讨了其在二阶系统中的应用。同时，系统梳理了摩擦补偿的两大类方法：基于模型的补偿（包括经典摩擦模型、自适应学习及人工智能优化）和无模型补偿（如模糊逻辑、神经网络与自适应技术），比较了各类方法的优缺点与适用场景，为实现高精度力估计与摩擦抑制提供了理论支持和技术路径。

本文深入解析了机电系统中力与位置控制的关键技术，重点探讨了基于干扰观测器（DOB、ESO、SMDO）的无传感器力估计方法及其在医疗设备中的应用。文章介绍了系统建模、不同类型的干扰观测器设计原理，并对比了其优缺点。同时，分析了摩擦力和重力等干扰的补偿策略，以提高力估计精度。结合第4至第8章的应用研究，展示了力/位置控制在手术自动化、运动稳定、组织插入等场景中的高级应用。最后展望了未来优化方向，包括观测器改进、多传感器融合及更广泛的实际部署。

本文深入解析了力传感、接触物体建模以及力和位置控制三大关键技术。首先介绍了压电式、光学、触觉和MEMS等多种力传感器的原理与应用，并探讨了基于胡克定律和电机电流的间接测力方法。接着分析了线性（Maxwell、Kelvin-Voigt、Kelvin-Boltzmann）和非线性（Hunt-Crossley）接触物体模型的特点与适用场景。最后系统阐述了位置控制、直接/基于位置的力控制、混合力-位置控制、并行力-位置控制及阻抗控制的原理、优缺点与应用场景，结合流程图和公式全面展示了机电系统中力位控制的技术体系，为

本文综述了机电系统中力与位置控制的基本原理、关键传感器技术及其在医疗和工业领域的应用。文章介绍了力控制的重要性，详细阐述了应变片、称重传感器、力传感电阻器和压电式力传感器的工作原理与特点，并对比了不同传感器的优缺点。同时，探讨了混合力-位置控制、并行控制和阻抗控制等主要控制策略，结合反馈控制系统框图说明了其工作机理。最后，通过医疗设备和工业机器人的实际案例，展示了力与位置控制在复杂交互任务中的关键作用，并展望了未来传感器与控制算法的发展方向。

本文深入探讨了机电一体化在医疗领域的力与位置控制技术，涵盖其基本概念、关键应用及核心技术。文章分析了力控制的重要性及其在手术、康复和假肢中的实际应用，介绍了多种力传感技术和无传感器的力估计方法，如干扰观测器和扩展状态观测器。同时，详细阐述了线性与非线性接触模型、混合与并行控制策略以及阻抗控制等方法，并通过多个医疗案例展示了力-位置协同控制的实际效果。此外，还讨论了系统稳定性与力传感器故障检测机制，展望了未来医疗机电一体化的发展方向。