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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 48/7-8 - 2014  - pp.587-611  - doi:10.3166/JESA.48.587-611
TITRE
Commande du stabilisateur cardiaque actif GyroLock 1

TITLE
A medical based on gyroscopic effect for heart-beating surgery. Control of the active stabilizer GyroLock

RÉSUMÉ

Les stabilisateurs passifs utilisés en chirurgie cardiaque ne permettent pas une immobilisation suffisante de la surface du coeur. Il est proposé de compenser activement les déplacements résiduels grâce à un gyrodyne, c’est-à-dire un actionnement gyroscopique. Deux approches de commande sont considérées : une commande basée sur un observateur d’état incluant un modèle de la perturbation, et une commande adaptative utilisant le principe de corrélation. Les simulations montrent l’efficacité théorique des deux méthodes. Les résultats expérimentaux ont montré, dans le cas présent, les limites de la commande basée observateur et la supériorité de l’approche adaptative due à son haut niveau de robustesse par rapport aux erreurs de modèle.



ABSTRACT

Passive stabilizers used in cardiac surgery do not allow ensure stabilization of the heart. We propose to compensate actively for residual motion thanks to control moment gyroscope actuation. Two control approaches are considered: one based on a state observer including a disturbance model, and an adaptive control based on correlation principle. Simulations highlight the theoretical efficiency of both methods. Experimental results revealed the limits of the observer based control and the advantages of the adaptive approach thanks to its high model error robustness.



AUTEUR(S)
Julien GAGNEUR, Olivier PICCIN, Edouard LAROCHE, Michele DIANA, Jacques GANGLOFF

Reçu le 17 septembre 2013.    Accepté le 5 février 2015.

MOTS-CLÉS
chirurgie à coeur battant, robotique médicale, gyrodyne, rejet de perturbation, commande adaptative, retour d’état basé observateur.

KEYWORDS
beating heart surgery, medical robotics, control moment gyroscope, perturbation rejection, adaptive control, observer-based state feedback.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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