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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 46/4-5 - 2012  - pp.559-575  - doi:10.3166/jesa.46.559-575
TITRE
Commande robuste d’un stabilisateur cardiaque actif

TITLE
Robust control of an active heart stabilizer

RÉSUMÉ
Les opérations chirurgicales sur cœur battant nécessitent que la zone à opérer soit maintenue statique. Dans ce but, des systèmes mécaniques passifs appelés “stabilisateurs cardiaques” sont disponibles dans le commerce. Afin d’améliorer leurs performances, nous avons développé un stabilisateur actif qui s’appuie sur une mesure par vision et un actionnement piézoélectrique. Du point de vue de la commande, il s’agit d’un problème de rejet de perturbation pour lequel nous proposons une solution originale: une prédiction de la perturbation est effectuée grâce à un modèle du signal; elle est utilisée conjointement avec la mesure donnée par la caméra et un correcteur H∞ est utilisé pour minimiser le gain entre la perturbation et la mesure. Cette approche, comparée avec un retour de sortie, montre de bonnes performances. Une analyse permet de garantir un certain niveau de robustesse des performances face aux incertitudes liées au contact avec le cœur.


ABSTRACT
Beating-heart surgery requires that the portion of the heart under operation remains static. For this purpose, mechanical devices called “heart stabilizers” are available commercially. In order to improve their performance, we have designed an active stabilizer that makes use of vision-based measurement and piezoelectric actuation. The control issue is a perturbation-rejection problem for which we propose an original method: a prediction of the perturbation is performed, based on a model of the signal. This prediction is then used jointly with the camera measurement by a H∞ controller in order to minimize the gain between the perturbation and the measurement. Compared to a conventional feedback controller, this approach shows interesting improvements. An analysis shows the level of robustness with respect to the uncertainties corresponding to the heart contact.


AUTEUR(S)
Wael BACHTA, Edouard LAROCHE, Pierre RENAUD, Jacques GANGLOFF

MOTS-CLÉS
rejet de perturbation, correcteur H∞, commande par anticipation, stabilisateur cardiaque actionné, analyse de la robustesse.

KEYWORDS
perturbation rejection, H∞ controller, preview control, heart stabilizer, robustness.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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