平衡能力是人體的重要功能,在人類生活中起著重要的作用,例如,人體維持各種靜態(tài)姿勢,完成各項簡單或復雜動作,進行各類體育活動等。而對于老年人、腦卒中患者和傷殘病人平衡能力就顯得更加重要。因此,對人體平衡能力的研究具有重大意義。人體動態(tài)平衡過程的建模,可用來分析人體在受到外界擾動時,恢復平衡的能力。已有研究,通常以PD/PID控制器作為中樞神經(jīng)系統(tǒng),控制小角度晃動下的人體線性化模型,如一級或二級倒立擺模型等,仿真得到人體的動態(tài)平衡調(diào)節(jié)過程曲線。但是,人體是一個復雜的非線性系統(tǒng),簡單的線性化模型,不能真實的反映人體平衡調(diào)節(jié)過程。而非線性系統(tǒng)辨識方法,可以解決非線性建模問題。近年來,基于神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、遺傳算法等知識形成了許多新型的辨識方法,已成為非線性系統(tǒng)辨識的研究趨勢。因此,本文的具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:第一,基于六自由度運動平臺,在被動運動模式下,研究人體動態(tài)平衡過程中的頻率特性。另外,針對人體重心數(shù)據(jù)的采集,本文采用加速度傳感器,解決了人體壓力中心隨頻率變化時,不能準確反映人體質(zhì)心軌跡的問題。最終,通過實驗及分析得到了人體動態(tài)平衡調(diào)節(jié)過程中的帶寬,為非線性系統(tǒng)辨識提供了基本信...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1人體頻率特性實驗系統(tǒng)構(gòu)成

圖2-1人體頻率特性實驗系統(tǒng)構(gòu)成動平臺用來提供足底被動激勵；傳感器1固定在人體髖的加速度值；傳感器2固定在運動平臺上，同步測量運為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。下面對各個組成部分分別進行介紹。

圖2-2六自由度運動平臺運用到本研究中，六自由度運動平臺可以產(chǎn)生X軸、Y軸的平動和轉(zhuǎn)動激勵信號，

圖2-2六自由度運動平臺，六自由度運動平臺可以產(chǎn)生X軸、Y軸的平動，激勵信號可施加于其足底，導致受試者重心偏節(jié)機制，調(diào)節(jié)自身平衡，使重心恢復到平衡位置

圖2-4非線性系統(tǒng)辨識系統(tǒng)構(gòu)成

統(tǒng)辨識系統(tǒng)構(gòu)成用力平臺，傾角傳感器及PC104，如圖2-4所示

圖2-5力平臺

圖2-5力平臺包括：圍：-5V~+5V；電源電壓為：±12V；圍：-100kg~+100kg；

本文編號：3943105