基于無模型動態(tài)矩陣的下肢假肢運動控制方法研究.pdf

1、隨著傳感器、智能控制與康復工程等技術(shù)的不斷發(fā)展，動力型膝上假肢的發(fā)展已趨向于智能化。動力型膝上假肢不同于傳統(tǒng)型下肢假肢，其不僅能夠很好地跟隨健肢側(cè)的運動，而且能夠在上、下樓梯，上、下斜坡等運動中為假肢佩戴者提供動力支持。動力型膝上假肢的研究與設(shè)計具有重要的理論意義和應用價值。
　　本課題主要以動力型膝上假肢的信息采集、處理與運動控制三個方面展開。實現(xiàn)了假肢運動的實時檢測、控制以及假肢與健肢的協(xié)調(diào)控制，提高了假肢產(chǎn)品的實用性與智能性

2、。
　　首先，動力型假肢運動判定程序和假肢執(zhí)行器的延遲會帶來假肢的運動延誤，從而導致雙腿的運動不協(xié)調(diào)。為了克服這個缺點，本文提出采集人體運動支撐期時的髖關(guān)節(jié)角度、加速度和足底壓力信號，與模版數(shù)據(jù)相關(guān)性對比分析，再將相關(guān)性系數(shù)D-S證據(jù)融合預判斷路況。在驅(qū)動執(zhí)行器之前就制定出運動控制方案，及時驅(qū)動假肢膝關(guān)節(jié)運動并實時調(diào)整假肢步態(tài)，以達到最佳的協(xié)調(diào)控制效果。
　　其次，由于人體運動是個復雜的協(xié)通工作，不同路況下髖膝關(guān)節(jié)的動作建模

3、也是十分困難。因此，本文通過分析大量健康人下肢運動信息得出五種典型路況中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的運動特點，制定假肢膝關(guān)節(jié)的運動控制策略，使假肢能夠更加自然的跟隨健肢的運動變化。
　　最后，考慮到假肢膝關(guān)節(jié)執(zhí)行器運動快、執(zhí)行周期短、高重復性、高精度等控制要求，本文選取無模型動態(tài)矩陣對假肢膝關(guān)節(jié)進行控制。其只需利用人體運動時髖、膝關(guān)節(jié)角度變化，不僅徹底避免了控制系統(tǒng)無法建立動態(tài)模型的問題，還保留了動態(tài)矩陣控制算法原有的滾動優(yōu)化和反饋校正等策略