主动型膝上假肢的预测控制分析

主动型膝上假肢的预测控制分析

ID:39144418

大小:2.78 MB

页数:72页

时间:2019-06-25

主动型膝上假肢的预测控制分析_第1页
主动型膝上假肢的预测控制分析_第2页
主动型膝上假肢的预测控制分析_第3页
主动型膝上假肢的预测控制分析_第4页
主动型膝上假肢的预测控制分析_第5页
资源描述:

《主动型膝上假肢的预测控制分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、万方数据万方数据摘要主动型膝上假肢能够为截肢者的行走过程提供助力,完成多种步态情况下对健肢的跟随,满足截肢者的需求。因此,相对于传统假肢,主动型假肢的设计与研究有着重要的理论意义和应用价值。本文从采集、分析人体下肢的运动数据开始,将运动过程中的膝关节力矩与角度的对应关系转化为分段仿射模型,并用基于多参数规划的模型预测控制理论完成了控制器的构造,为主动型假肢的运动控制提供了一种思路。本文主要完成的内容有:1,对不同路况下的人体行走过程进行数据的采集,并通过采集到的信号和人体下肢的动力学模型求取膝关节

2、在运动过程中的力矩。2,对人体下肢运动信号的特征值进行分析,通过建立极限学习机分类器,完成对不同路况下的人体步态进行识别。根据分段仿射系统理论与非线性系统线性化理论,对不同路况下的运动过程建立分段仿射模型。3,用多参数规划理论对最优二次规划问题进行求解,得到不同状态分区下的离线控制律,将预测控制的在线滚动优化过程转变为在线查表计算过程,完成控制器的设计。该控制器将建模、二次规划问题的求解等需要大量耗时的工作在离线进行,在线进行的工作主要有:通过脚底压力信号判断步态起始、采集足够的数据来进行步态识别

3、、选择对应步态的控制器、通过采集到的信号确定当前步态时刻并通过查表法计算控制信号、将控制信号作用于被控对象,完成对主动型假肢膝关节的控制。该控制方法在线计算量小,并能够实现主动型假肢的闭环控制,具有一定的精度与稳定性,是一种有前景的控制方式。关键词:主动型假肢分段仿射模型预测控制神经网络I万方数据ABSTRACTActiveabove-knee-prostheses(AKP)canprovideamputeeswithwalkingassistanceandcanfollowthegaitofhe

4、althylegs.Comparedtoconventionalpassiveprostheses,theresearchonAKPhasimportanttheoreticalsignificanceandapplicationvalue.Inthispaper,basedonthemotiondatawhichcollectedandanalyzedfromthehumanlowerlimb,apiecewiseaffinemodelcanbeestablishedtodescribethec

5、orrespondencebetweenthekneetorqueandthekneeangle.Thenamodelpredictivecontrollerbasedonmulti-parametricprogrammingtheoryisbuilt.ThiscontrolalgorithmcanprovideanewideafortheactiveAKPmotioncontrol.Themaincontentofthedissertationcouldbepresentedasfollows:

6、1.Firstly,thedataiscollectedandanalyzedwhenthesubjectwalksindifferentroadconditions.Then,thekneetorquecanbecalculatedbythetesteddataandthedynamicmodelofhumanlowerlimb.2.Extremelearningmachineclassifierisbuiltforhumangaitrecognitionafteranalyzingthecha

7、racterhumanlimbsmotion.Themotionmodelsunderdifferentgaitareestablishedbasedonpiecewiseaffinesystemstheoryandlinearizationtheoryofnonlinearsystem.3.Bymulti-parametersprogrammingtheory,controllawsfordifferentgaitscanbecalculatedoff-line.Thentheonlineopt

8、imalcontrolproblemcanbechangedtoalooking-uptablemethod.Inthisprocesslotsofworks,suchasmodeling,solvingtheoptimalquadraticprogrammingproblem,canbecompletedoffline,theonlinecomputationburdenshouldbereducedheavily.Sometimeconsumingwork,arearrange

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。