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力觉再现技术是遥操作微创手术机器人系统保证手术精度及安全性的关键,而力觉的实现是通过手控器设备完成的。它不仅是从手末端进行实时运动控制的输入设备,而且是将从手手术器具与病灶周围环境之间的相互作用力提供给操作者的力觉再现装置,是医生与手术机器人之间建立紧密动态耦合的重要接口。因此,手控器动态性能的优劣直接影响到力觉再现的效果,进而影响到手术的安全性与可靠性。本文的研究目的是提高手控器力觉再现的性能,为操作者提供高保真的力觉临场感。论文首先介绍了遥操作微创手术机器人力觉再现系统的总体构成及基本的控制模块,结合微创手术的特点及要求分析了手控器的工作模式。针对所选用并联机构手控器的主体结构进行运动学及动力学分析。在运动学分析过程中引入了矢量分析,使得消元法求解过程十分简便,同时在对手控器进行运动学正解运算时引用了几何分析法,使得其运动学正解的求解算法得以简化,并建立了手控器的刚体动力学模型。通过分析手控器力觉的实现原理,针对手控器在直接驱动模式下,力觉临场感性能易受到无刷直流电机的转矩波动的影响,引入了直接转矩控制算法对电机的转矩波动及系统的超调进行抑制,并对算法的可行性和有效性进行了仿真验证,通过验证得出,直接转矩控制算法能够较好地抑制电机的转矩波动,并且当负载转矩发生突变时,电机输出转矩具有非常快的响应速度。同时直接转矩控制算法对转矩的控制具有高动态性,合理的选择转矩滞环调节器的阈值,便可将永磁无刷直流电机的转矩波动抑制在理想的范围内。通过试验平台对手控器力矩电机的转矩波动抑制算法的有效性及实用性进行了实验验证。本文的创新点在于利用向量法和几何法相结合建立了并联机构手控器的动态模型,简化了手控器的运动学正逆解算的求解过程;针对手控器在直接驱动模式下,力觉临场感性能易受到无刷直流电机转矩波动的影响,利用直接转矩控制算法对手控器力矩电机的转矩波动及系统的超调进行有效的抑制,并做出验证分析。