FES腳踏車電機輔助系統(tǒng)的速度控制.pdf

1、在構建和諧社會的進程中，殘疾人作為社會的一個重要組成部分，越來越引起社會各界的高度關注。開展康復技術研究，盡快實現(xiàn)殘疾人“人人享有康復服務”的目標，已成為廣大科技工作者的重要任務之一。本論文完成的FES腳踏車電機輔助系統(tǒng)速度控制技術的研究，是利用功能性電刺激技術康復截癱患者肢體運動功能系統(tǒng)研究的重要組成部分，論文結合目前FES腳踏車訓練時間短，抗干擾能力差及功率控制與速度控制相脫節(jié)的現(xiàn)狀，開展了FES腳踏車電機輔助系統(tǒng)速度控制技術的研究

2、。研究工作得到了國家自然科學基金的資助（項目號：50575053）。
　　論文首先綜述了FES腳踏車系統(tǒng)及其速度控制領域的國內外研究狀況。以實現(xiàn)輔助電機速度閉環(huán)控制為目的，開展了電機驅動器和接口電路的設計工作。根據(jù)雙極式H型PWM控制原理，設計出具有較強抗干擾能力和過流保護功能的電機驅動器。接口電路則利用單片機ATMEGA16L的I/O口和輸入捕獲功能，實現(xiàn)了對軸編碼器輸出的角度信號和力矩測量儀輸出的頻率信號的采集。在上位機中通過

3、CMEXS-函數(shù)編寫的串口通信軟件來獲取當前的角度和力矩值，滿足了系統(tǒng)對實時性的要求。
　　為了簡化電機模型的建立，采用系統(tǒng)辨識的方法來獲取被控對象的模型。在試驗設計中先后確定了輸入信號，采樣周期以及辨識時間。采用開環(huán)辨識，輸入信號選擇偽隨機二位序列。鑒于FES腳踏車系統(tǒng)噪聲是有色噪聲，選用外源自回歸滑動平均模型結構和增廣最小二乘算法，利用最終預報誤差準則來確定模型的階次。在對模型有效性進行分析研究的基礎上，得到了被控對象的數(shù)學模