I智能人工腿步速控制系統(tǒng)的研制
本文關(guān)鍵詞:CIP-I智能人工腿步速控制系統(tǒng)的研制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《中南大學(xué)》 2007年
CIP-I智能人工腿步速控制系統(tǒng)的研制
趙洪濤
【摘要】: 智能人工腿融合信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)以及新材料技術(shù)于一體,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(gè)重要的研究課題。智能人工腿較傳統(tǒng)假肢的優(yōu)勢(shì)在于它能夠更加準(zhǔn)確地模仿健康腿的功能,步態(tài)更加自然,同時(shí)也更能節(jié)省截肢者的體能。而且由于智能假肢對(duì)健康腿的模仿完全是自主完成的,不需要人的干預(yù),因而截肢者的注意力可以完全從對(duì)假肢的關(guān)注中解脫出來,使步行成為一種下意識(shí)的行為。開展本課題的研究對(duì)于改善殘疾人的生存條件和促進(jìn)醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展都有非常重要的意義。 本文介紹了CIP-I智能人工腿步速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。論文首先對(duì)CIP-I Leg運(yùn)行原理進(jìn)行說明,然后對(duì)步速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案選擇加以介紹,選擇了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行器,并以閉環(huán)的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。由于系統(tǒng)中存在著反向間隙、死區(qū)、摩擦、飽和等非線性因素,為了克服系統(tǒng)的非線性問題,采用了模糊滑?刂扑惴▽(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制,文中對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行建模并在計(jì)算機(jī)中對(duì)控制算法進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,模糊控制算法的引入有效地克服了系統(tǒng)的抖動(dòng),取得了比較理想的控制效果。 隨后論文從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。硬件電路主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量、針桿位置檢測(cè)、步速測(cè)量、通信接口、電源等幾個(gè)模塊。考慮到硬件安裝空間以及電池容量的限制,在硬件電路設(shè)計(jì)中始終貫穿了精簡(jiǎn)電路結(jié)構(gòu)和降低系統(tǒng)功耗的思想。軟件設(shè)計(jì)包括主程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì),文中詳細(xì)給出了各軟件功能模塊的設(shè)計(jì)方法?紤]到便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí),使用了C語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行開發(fā)。 基于本文所設(shè)計(jì)的智能人工腿步速控制系統(tǒng)具有成本低,功耗低,控制精度高,可靠性高,響應(yīng)速度快,抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn),達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號(hào)】:TP242;TP273.5
【目錄】:
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【引證文獻(xiàn)】
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條
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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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2 張睿;農(nóng)電自動(dòng)抄表技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2010年
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9 陳萬(wàn)里;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年
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【同被引文獻(xiàn)】
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