發(fā)布時間：2017-05-12 03:10

  本文關(guān)鍵詞：主動型膝上假肢的預(yù)測控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：主動型膝上假肢能夠?yàn)榻刂叩男凶哌^程提供助力,完成多種步態(tài)情況下對健肢的跟隨,滿足截肢者的需求。因此,相對于傳統(tǒng)假肢,主動型假肢的設(shè)計與研究有著重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文從采集、分析人體下肢的運(yùn)動數(shù)據(jù)開始,將運(yùn)動過程中的膝關(guān)節(jié)力矩與角度的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)化為分段仿射模型,并用基于多參數(shù)規(guī)劃的模型預(yù)測控制理論完成了控制器的構(gòu)造,為主動型假肢的運(yùn)動控制提供了一種思路。本文主要完成的內(nèi)容有:1,對不同路況下的人體行走過程進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,并通過采集到的信號和人體下肢的動力學(xué)模型求取膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動過程中的力矩。2,對人體下肢運(yùn)動信號的特征值進(jìn)行分析,通過建立極限學(xué)習(xí)機(jī)分類器,完成對不同路況下的人體步態(tài)進(jìn)行識別。根據(jù)分段仿射系統(tǒng)理論與非線性系統(tǒng)線性化理論,對不同路況下的運(yùn)動過程建立分段仿射模型。3,用多參數(shù)規(guī)劃理論對最優(yōu)二次規(guī)劃問題進(jìn)行求解,得到不同狀態(tài)分區(qū)下的離線控制律,將預(yù)測控制的在線滾動優(yōu)化過程轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰�查表計算過程,完成控制器的設(shè)計。該控制器將建模、二次規(guī)劃問題的求解等需要大量耗時的工作在離線進(jìn)行,在線進(jìn)行的工作主要有:通過腳底壓力信號判斷步態(tài)起始、采集足夠的數(shù)據(jù)來進(jìn)行步態(tài)識別、選擇對應(yīng)步態(tài)的控制器、通過采集到的信號確定當(dāng)前步態(tài)時刻并通過查表法計算控制信號、將控制信號作用于被控對象,完成對主動型假肢膝關(guān)節(jié)的控制。該控制方法在線計算量小,并能夠?qū)崿F(xiàn)主動型假肢的閉環(huán)控制,具有一定的精度與穩(wěn)定性,是一種有前景的控制方式。
【關(guān)鍵詞】：主動型假肢 分段仿射模型 預(yù)測控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.17;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 主動型假肢的發(fā)展與常見的控制方法9-14
• 1.2.1 主動型膝上假肢的發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 主動型假肢的常見控制方法11-13
• 1.2.3 控制方法的分析與改進(jìn)13-14
• 1.3 研究內(nèi)容14-16
• 第二章 人體下肢運(yùn)動分析與數(shù)據(jù)采集16-28
• 2.1 人體下肢的運(yùn)動狀態(tài)分析16-19
• 2.2 人體下肢的運(yùn)動模型與動力學(xué)分析19-20
• 2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與前期處理20-27
• 2.3.1 足底壓力信號-地面反作用力分析20-22
• 2.3.2 相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備22-23
• 2.3.3 信號采集與預(yù)處理分析23-27
• 2.4 結(jié)語27-28
• 第三章 人體運(yùn)動步態(tài)識別與建模28-48
• 3.1 人體下肢運(yùn)動狀態(tài)識別28-39
• 3.1.1 人體運(yùn)動過程分析28-31
• 3.1.2 特征值提取與分析31-34
• 3.1.3 ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介34-37
• 3.1.4 人體行走的步態(tài)識別37-39
• 3.2 分段仿射模型的理論與建模39-47
• 3.2.1 分段仿射模型理論39-42
• 3.2.2 主動型假肢分段仿射模型的建立42-47
• 3.3 結(jié)語47-48
• 第四章 主動型膝上假肢的控制策略與仿真48-68
• 4.1 基于多參數(shù)規(guī)劃的模型預(yù)測控制48-59
• 4.1.1 模型預(yù)測控制理論簡介48-50
• 4.1.2 多參數(shù)規(guī)劃理論50-52
• 4.1.3 基于多參數(shù)規(guī)劃的模型預(yù)測控制理論52-56
• 4.1.4 跟蹤問題的分段仿射系統(tǒng)控制策略解決方式56-57
• 4.1.5 控制策略的控制效果分析57-59
• 4.2 主動型膝上假肢的控制器設(shè)計59-63
• 4.3 利用SimMechanics模擬不同路況下的人體下肢運(yùn)動63-67
• 4.4 結(jié)語67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 本文總結(jié)68-69
• 5.2 研究工作的展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果74-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

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2 金牛理財網(wǎng) 何法杰;主動型基金表現(xiàn)優(yōu)于被動[N];中國證券報;2014年

3 銀河證券 李薇;主動型基金產(chǎn)品可能是較佳選擇[N];中國證券報;2014年

4 證券時報記者 方麗;做主動型絕對收益公募基金領(lǐng)跑者[N];證券時報;2014年

5 徐國杰;市場人士認(rèn)為可更關(guān)注主動型基金[N];中國證券報;2009年

6 孫昊　主持 于勇;主動型投資面臨質(zhì)疑[N];上海證券報;2012年

7 記者 謝潞錦;震蕩市 主動型股基勝出[N];第一財經(jīng)日報;2011年

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9 渤海證券　　張鐵鵬;給主動型基金以時間[N];中國證券報;2005年

10 東航金融 廖料;買主動型還是被動型基金？中外投資思路各異[N];證券時報;2011年

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本文編號：358657