Controllo della dinamica di un nanorobot per applicazioni biomediche

The aim of this thesis is to analyze a dynamic model of a nanorobot operating inside a blood vessel for medical/diagnostic purposes, with the main goal of designing a controller capable of guaranting stability, robustness and performance. Starting from a non-linear representation of the system, we study the behavior of the model around a fixed equilibrium configuration, with constant inputs. Then, using a linearization procedure, we approximate the system around the equilibrium points considered, thus allowing us to derive the transfer function via the Laplace transform. Finally, based on the obtained linearized model, it will be possible to synthesize a stabilizing controller capable of meeting the desisgn specifications even in presence of external noises.

Questa tesi si propone di analizzare un modello dinamico di un nanorobot che viaggia all'interno di un condotto sanguigno a fini medico/diagnostici, ponendosi come obiettivo principale la progettazione di un controllore in grado di garantire stabilità, robustezza e prestazioni dinamiche. A partire da una rappresentazione non lineare del sistema, viene studiato il comportamento del modello attorno ad una configurazione di equilibrio prefissata, in corrispondenza di ingressi costanti. In seguito, mediante una procedura di linearizzazione, il sistema viene approssimato attorno alle condizioni di equilibrio considerate, permettendo così di ricavare la funzione di trasferimento tramite la trasformata di Laplace. Infine, sulla base del modello linearizzato ottenuto, sarà possibile sintetizzare un controllore stabilizzante in grado di soddisfare le specifiche di progetto anche in presenza di disturbi esterni.