موقعیت یابی و کنترل کپسول آندوسکوپی با فرض معادلات استوکس

امروزه، استفاده از ربات‌های مغناطیسی کوچک برای درمان امراض مختلف بسیار رایج است. آندوسکوپی کپسولی یک روش غیر تهاجمی برای بازرسی سیستم گوارش است. تعیین موقعیت و جهت‌گیری کپسول و همچنین کنترل حرکت آن به پزشک معالج می‌تواند بسیار کمک‌کننده باشد و نقش مهمی در تشخیص بیماری‌ها ایفا کند. این پژوهش، یک روش برای تخمین موقعیت و جهت‌گیری یک کپسول مغناطیسی و همچنین کنترل آن در محیط سیال ارائه می‌دهد. در رویکرد پیشنهادی، فرض می‌شود که کپسول قرار گرفته در معده از یک حرکت با سرعت پایین برخوردار است. بنابراین، معادلات حرکت به‌صورت استوکس در نظر گرفته می‌شوند. در نتیجه، معادلات حرکت یک کپسول، استخراج و مکان کپسول با استفاده از فیلتر کالمن غیرخطی و با کمک اندازه‌گیری حسگرهای مغناطیسی خارجی، تعیین می‌شود. همچنین، روشی برای کنترل و موقعیت‌یابی همزمان این کپسول ارائه شده است. عملکرد روش‌های پیشنهادی با استفاده از شبیه‌سازی‌ها مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است.

boundary feedback trajectory tracking control of rigid bodies with interior shallow-water sloshing

the problem of tracking control is addressed for rigid bodies with interior shallow-water sloshing. the liquid motion is modeled by the saint-venant equations, coupled with the ode of the rigid body, leading to a global system with an ode-hyperbolic pde cascade structure. the paper aims to design an innovative boundary feedback framework for a pre-specified position to deal with rigid body tracking errors. using only one control force applied to the rigid body, the formulated strategy efficiently stabilizes both the finite- and infinite-dimensional states. the main complexity lies in the fact that no sensor can be implemented in the liquid domain. indeed, the proposed stabilizing feedback law simply requires measurements of (i) the rigid body position error and velocity and (ii) the liquid pressure at the cavity walls (liquid boundary). the asymptotic stability of the closed-loop system is analyzed using the lyapunov direct method and lasalle’s invariance principle without any discretization, reduction, and linearization. additional controller features are highlighted by simulation results, including its benefits in contrast to the corresponding pd controller and its robustness to time delay and system uncertainty.