新型人工智能下肢假肢是機(jī)器人學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程和康復(fù)工程學(xué)領(lǐng)域中一個重要研究方向，它涉及到傳感器技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)，控制科學(xué)，新化學(xué)材料技術(shù)以及機(jī)械零件設(shè)計與制造工藝技術(shù)等。與傳統(tǒng)下肢假肢技術(shù)相比較而言新型人工智能下肢假肢更趨于人體健康腿功能，具體表現(xiàn)在可以走出更加自然順暢的步伐，同時降低殘疾人的體能消耗。與此同時新型人工智能下肢假肢一定程度上吻合了人體健康腿的自主行為，即無需人的刻意參與，成為人的下意識動作。開展本課題的研究對于為下肢肢體殘疾人提供性能優(yōu)良、價格低廉的假肢產(chǎn)品和促進(jìn)醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展都有非常重要的意義。 本文結(jié)合浙江省自然科學(xué)基金項目(LY12F03007)“基于膝關(guān)節(jié)-踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)聯(lián)動控制的智能下肢假肢研究”的要求，側(cè)重于人工智能下肢假肢的運(yùn)動步態(tài)識別和控制方法的研究。主要做了以下幾個方面的工作： 1．建立人工假肢運(yùn)動步態(tài)識別系統(tǒng)。構(gòu)建下肢運(yùn)動力學(xué)信息獲取系統(tǒng)，利用多種傳感器獲取多源運(yùn)動力學(xué)信息(肌電信號、加速度信號、足底壓力信號)，然后對信號進(jìn)行濾波消噪處理及提取特征值，并采用遺傳算法(GA)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對這些特征進(jìn)行下肢步態(tài)的識別。 2．建立人體下...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 下肢假肢的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 下肢多源運(yùn)動力學(xué)信息獲取系統(tǒng)
    2.1 下肢運(yùn)動步態(tài)的概述
    2.2 下肢多源運(yùn)動力學(xué)信息獲取系統(tǒng)的搭建
        2.2.1 肌電信號采集
        2.2.2 下肢膝關(guān)節(jié)運(yùn)動角度的測量
        2.2.3 下肢足底壓力信號的獲取
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于 GA-BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的下肢運(yùn)動模式識別
    3.1 遺傳算法(GA)
        3.1.1 遺傳算法(GA)概述
        3.1.2 遺傳算法(GA)研究現(xiàn)狀
    3.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的概述
        3.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法
        3.2.4 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及不足
    3.3 GA 優(yōu)化 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.1 種群的初始化
        3.3.2 適應(yīng)度值的計算
        3.3.3 選擇操作
        3.3.4 交叉操作
        3.3.5 變異操作
    3.4 信號特征值提取
    3.5 實(shí)驗結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 人體下肢假肢數(shù)學(xué)模型的建立
    4.1 下肢假肢運(yùn)動學(xué)模型的建立
        4.1.1 關(guān)于正運(yùn)動學(xué)問題的研究
        4.1.2 關(guān)于逆運(yùn)動學(xué)問題的研究
    4.2 下肢假肢動力學(xué)模型的建立
        4.2.1 下肢假肢動力學(xué)建模方法的選擇
        4.2.2 下肢假肢的動力學(xué)方程
        4.2.3 下肢假肢動力學(xué)建模
        4.2.4 考慮阻尼影響的動力學(xué)模型修正
    4.3 本章小結(jié)
第五章 下肢假肢自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
    5.1 迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的基本理論
        5.1.1 迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的基本思想及特點(diǎn)
        5.1.2 迭代學(xué)習(xí)控制算法
        5.1.3 迭代學(xué)習(xí)控制存在的問題
    5.2 自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
        5.2.1 自適應(yīng)控制
        5.2.2 自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制概述
    5.3 下肢假肢運(yùn)動軌跡的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
        5.3.1 Wi t 的非遞增性證明
        5.3.2 W0 t 的連續(xù)有界性證明
        5.3.3 Wi t 的連續(xù)有界性證明
    5.4 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3870439