基于肌電反饋的下肢康復(fù)機(jī)器人自適應(yīng)交互控制.pdf

1、康復(fù)機(jī)器人作為集康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、控制學(xué)等諸多學(xué)科為一體的新型交叉技術(shù)，在運(yùn)動(dòng)康復(fù)研究領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有康復(fù)機(jī)器人不能像作業(yè)治療一樣根據(jù)患者的需要來調(diào)整訓(xùn)練模式，因而缺乏個(gè)體適應(yīng)性和有效的控制策略從而影響康復(fù)訓(xùn)練效果，使得康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用受到了一定限制。為此，本文基于生物反饋思想，引入肌電反饋技術(shù)研究下肢康復(fù)機(jī)器人自適應(yīng)交互控制策略及實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)基于受試者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自適應(yīng)訓(xùn)練策略調(diào)整，具體工作如下：
　

2、　首先，將人-康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)看作一個(gè)整體，利用幾何法和拉格朗日法分別建立下肢康復(fù)機(jī)器人的人機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)考慮人體運(yùn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)模型的影響，對(duì)所建立的模型參數(shù)進(jìn)行修正，分別通過Adams和Matlab進(jìn)行下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的比較分析，驗(yàn)證人機(jī)系統(tǒng)模型的正確性。
　　其次，針對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同各組織部分生理電信號(hào)的一致性，通過受試者下肢運(yùn)動(dòng)過程中肌電信號(hào)的積分肌電值能量差異性分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)受試者下肢不同運(yùn)動(dòng)意圖的

3、識(shí)別；同時(shí)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的疲勞狀態(tài)，利用決策樹對(duì)肌電頻域指標(biāo)進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)人體疲勞狀態(tài)的估計(jì)。
　　再次，針對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的不同疲勞狀態(tài)，構(gòu)建康復(fù)系統(tǒng)的自適應(yīng)交互控制策略：非疲勞階段，建立基于肌電-人機(jī)交互力的信息融合模型實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的在線規(guī)劃，并針對(duì)人體結(jié)構(gòu)差異性及人機(jī)系統(tǒng)模型不確定問題，設(shè)計(jì)間接自適應(yīng)模糊控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力矩的自適應(yīng)調(diào)整；過渡疲勞階段，設(shè)計(jì)模糊PID控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)受試者運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤控制。
　　最