کنترل مقاوم سیستم های تله اپراتوری و کاربرد آن در جراحی از راه دور

سیستم های تله اپراتوری به منظور افزایش توانایی های انسان و به منظور انجام کار ها در محیط های دور طراحی شده اند. از جمله کاربرد این سیستم ها می توان به جراحی از راه دور، شبیه ساز های پزشکی، کاوش های مختلف فضائی، زیر دریایی ها و نیروگاه های اتمی اشاره کرد. تعامل مناسب معیار های پایداری و عملکرد در سیستم های تله اپراتوری همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. یکی از مسائل مورد نظر در خصوص به کار گیری این سیستم ها، طراحی کنترل کننده های مناسب جهت تأمین پایداری و بهبود عملکرد آن ها می باشد. کنترل کننده های طراحی شده برای این سیستم ها، عمدتا جهت تأمین معیار های پایداری و عملکرد می باشند. اغلب این کنترل کننده ها، بر اساس نظریه ی پسیویتی بنا شده اند که مشکل عمده ی آن ها، فرض دینامیک های نا محدود برای این نوع سیستم هاست که غیر واقع بینانه می باشد چرا که امپدانس محیط در کاربرد های رباتیکی بسته به نوع کاربرد دارای کران های محدودی می باشد. از این رو، از دیدگاه کنترلی، در طراحی این سیستم ها بایستی به برقراری معیار های ذکر شده توجه نمود. اهداف اصلی این پایان نامه، معرفی سیستم های تله اپراتوری و بررسی روش جدید تحلیل پایداری و توسعه ی روش های کنترلی به منظور بهبود تعامل میان معیار های پایداری و عملکرد در این سیستم ها می باشد. به همین دلیل، در این پایان نامه، روش جدید پایداری مقاوم مبتنی بر پسیویتی تحت عنوان روش متغیر های موجی با در نظر گرفتن اثر امپدانس محیط در سیستم های تله اپراتوری مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین، نظریه ی پایداری مطلق با امپدانس کراندار به منظور برقراری شرایط مناسب تر بین پایداری و عملکرد سیستم های تله اپراتوری مطرح شده است. با استفاده از روش متغیر های موجی در فراهم کردن کران هایی از دینامیک عملگر انسانی، شرایطی برای توسعه ی ناحیه ی پایداری این سیستم ها آورده شده است. هم چنین، به دلیل وجود تأخیر زمانی در کانال ارتباطی بین محیط و عملگر سیستم های تله اپراتوری، با روش طراحی کنترل کننده ی مقاوم به منظور برقراری تعامل بهتر بین معیار پایداری و عملکرد سیستم های تله اپراتوری در حضور تأخیر زمانی آشنا خواهیم شد و در انتها با ارائه ی شبیه سازی، نتایج روش مطرح شده مورد نقد و بررسی قرار داده خواهد شد.