Trabalho de Conclusão de Curso
Automatização de um guia de endoscopia utilizando controlador PID
Registro en:
ALVES, Rafael Martins. Automatização de um guia de endoscopia utilizando controlador PID. 73 p. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2016.
Autor
Alves, Rafael Martins
Institución
Resumen
The endoscope was created to look at parts of the body that were not able to be
seen with other devices. This is still the main reason for using the endoscope,
however over the years its functionality has increased such as prevention, diagnosis
and treatment diseases, requiring a higher precision in this instrument. Unlike the
conventional endoscopes, it was developed by Brigham and Women’s Hospital a
new endoscope model actuated by the magnetic forces generated by the magnetic
field of the magnetic resonance imaging (MRI) scanner. The challenge for the
researchers is to control it remotely. This project aims developing a method using
proportional–integral–derivative controller (PID control) to automate the endoscope
guidance. The methodology sequences utilized in this project were: mathematical
modeling of the endoscope, implementing PID controller, integrating a hardware
case, testing a sinusoidal half wave signal in the prototype and simulating the
feedback control. The results obtained were: description of the endoscope dynamics
for single-input multiple-output (SISO) system by transfer function, simulations of the
adjusted transfer function, experimental results of two PIDs gains for the response of
a sinusoidal half wave function and endoscopy guide program with PID controller.
Based on the presented results, it can be concluded that the proposed method
successfully operated endoscope control. O endoscópio foi desenvolvido para examinar partes do corpo as quais não são
possíveis de serem observadas com outros dispositivos. Hoje em dia, examinar
partes do corpo é ainda a sua principal utilidade. No entanto, ao longo dos anos o
endoscópio passou a ser usado em prevenção, diagnóstico de doenças e em
operações clínicas, exigindo alta precisão desses instrumentos. Diferente dos
endoscópios convencionais, foi desenvolvido pelo hospital Brigham and Women um
novo modelo de endoscópio operado por campo magnético gerado por aparelho de
ressonância magnética. O desafio dos pesquisadores desse hospital é controlá-lo
remotamente. Deste modo é proposto neste trabalho um método que utiliza
controlador proporcional-integral-derivativo (controlador PID) para o controle do
endoscópio a distância. As sequências metodológicas utilizadas nesse projeto
foram: modelagem matemática do endoscópio, implementação do controlador PID,
integração do hardware, teste de um sinal de meia onda senoidal no protótipo e
simulação do controle de feedback. Os resultados obtidos foram: descrição da
dinâmica do endoscópio para um sistema de uma única entrada e uma única saída
através da função de transferência, simulações da função de transferência ajustada,
resultados experimentais de dois ganhos PIDs para a resposta de uma função de
meia onda senoidal e o programa do guia de endoscopia com o controlador PID.
Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir que o método proposto
operou de forma bem sucedida o controle do endoscópio.