6、多因素耦合的全闭环跟踪控制与手指关节协调建模研究

多因素耦合的全闭环跟踪控制与手指关节协调建模研究

1. CPD 手术机器人全闭环跟踪控制

1.1 控制方法概述

提出了一种基于非线性多因素耦合（MCC）和人工神经网络（ANN）的 CPD 手术机器人全闭环跟踪控制方法。利用 PSO - BPNN 模型估计非线性多因素耦合补偿角，构建了基于 PSO - BPNN 前馈滞后补偿的开环控制框架。在此基础上，根据动力学模型设计了关节角估计器（JAE），将 JAE 的输出作为系统反馈，应用 PID 控制器实现系统的全闭环位置跟踪控制。

1.2 实验结果分析

进行了两种运动状态（自由运动和外部负载）和三种控制方法（无补偿开环控制、有补偿开环控制、全闭环控制）的实验。实验结果如下表所示：

运动状态	控制方法	误差范围（deg）	平均绝对误差（MAE，deg）	均方根误差（RMSE，deg）
自由运动	无补偿开环控制	[−4.9700, 5.1022]	2.1620	2.3686
自由运动	有补偿开环控制	[−1.2818, 2.1198]	0.4272	0.48