FES腳踏車電機(jī)輔助系統(tǒng)的速度控制.pdf

1、在構(gòu)建和諧社會(huì)的進(jìn)程中，殘疾人作為社會(huì)的一個(gè)重要組成部分，越來(lái)越引起社會(huì)各界的高度關(guān)注。開(kāi)展康復(fù)技術(shù)研究，盡快實(shí)現(xiàn)殘疾人“人人享有康復(fù)服務(wù)”的目標(biāo)，已成為廣大科技工作者的重要任務(wù)之一。本論文完成的FES腳踏車電機(jī)輔助系統(tǒng)速度控制技術(shù)的研究，是利用功能性電刺激技術(shù)康復(fù)截癱患者肢體運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)研究的重要組成部分，論文結(jié)合目前FES腳踏車訓(xùn)練時(shí)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(kāi)展了FES腳踏車電機(jī)輔助系統(tǒng)速度控制技術(shù)的研究

2、。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助（項(xiàng)目號(hào)：50575053）。
　　論文首先綜述了FES腳踏車系統(tǒng)及其速度控制領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究狀況。以實(shí)現(xiàn)輔助電機(jī)速度閉環(huán)控制為目的，開(kāi)展了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和接口電路的設(shè)計(jì)工作。根據(jù)雙極式H型PWM控制原理，設(shè)計(jì)出具有較強(qiáng)抗干擾能力和過(guò)流保護(hù)功能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。接口電路則利用單片機(jī)ATMEGA16L的I/O口和輸入捕獲功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸編碼器輸出的角度信號(hào)和力矩測(cè)量?jī)x輸出的頻率信號(hào)的采集。在上位機(jī)中通過(guò)

3、CMEXS-函數(shù)編寫的串口通信軟件來(lái)獲取當(dāng)前的角度和力矩值，滿足了系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。
　　為了簡(jiǎn)化電機(jī)模型的建立，采用系統(tǒng)辨識(shí)的方法來(lái)獲取被控對(duì)象的模型。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中先后確定了輸入信號(hào)，采樣周期以及辨識(shí)時(shí)間。采用開(kāi)環(huán)辨識(shí)，輸入信號(hào)選擇偽隨機(jī)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(dòng)平均模型結(jié)構(gòu)和增廣最小二乘算法，利用最終預(yù)報(bào)誤差準(zhǔn)則來(lái)確定模型的階次。在對(duì)模型有效性進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，得到了被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模