شبیه سازی کنترل تطبیقی و مقاوم حرکت بازوی انسان

پایان نامه
چکیده

با توجه به پیشرفت¬های علم پزشکی، هنوز درمان قطعی برای افراد معلول حاصل نشده است. بنابراین مهندسین نیز در تلاش¬اند تا با ایجاد روش¬های الکتریکی و حتی مکانیکی، بازتوانی در عضو فلج این بیماران پدید آوردند و انجام امور روزمره زندگی آن¬ها را بهبود بخشند. از جمله این روش¬ها، تحریک الکتریکی عملکردی (fes) است که آینده¬ای روشن به روی پیشرفت¬های مهندسی در توانبخشی و بازتوانی حرکت افراد معلول ایجاد نموده است. با این¬حال، سیستم کنترلی fes که در عمل بتواند با عدم قطعیت¬های سیستم عضلانی – اسکلتی و تغییرات روز به روز و فرد به فرد آن و نیز اغتشاشات محدود محیطی مقاوم و تطبیق¬پذیر باشد، هنوز به عنوان مسأله¬ای اساسی در پژوهش¬های علمی مطرح می-باشد. ما در این تحقیق، با هدف بازتوانی حرکت در بازوی فلج برای انجام reaching، کنترل تطبیقی- فازی ترمینال پیوسته مد لغزشی را به عنوان کنترلی مقاوم و تطبیق¬پذیر طراحی کرده¬ایم. این کنترل، با بکارگیری سیستم تقریب زننده فازی بدون نیاز به هرگونه بازشناسی اولیه از سیستم تحت کنترل، قادر است تا الگوهای تحریک مناسب را برای انجام حرکت مطلوب تولید کند. اما بدلیل وجود پدیده چترینگ، در عمل منجر به تحریک دینامیک¬های فرکانس بالای مدل نشده سیستم خواهد شده که امکان ناپایداری غیر قابل پیشگوئی را فراهم می¬سازد. از این¬رو، با استفاده از روش لایه مرزی و بکارگیری قانون تصمیم در ترکیب دو کنترل شبکه عصبی و ترمینال پیوسته، توانسته¬ایم تا حد مطلوبی چترینگ را کاهش دهیم. بازوی انسان به صورت سه لینکه با سه درجه آزادی برای حرکت در صفحه و دو لینکه با چهار درجه آزادی برای حرکت در فضای سه بعدی، به عنوان بیمار مجازی مدل شده است. با توجه به اینکه درفضاهای کاری ذکر شده، هر دو مدل دارای افزونگی سینماتیکی در انجام حرکات خود می¬باشند، تعیین مسیر واحدی برای مفاصل در تولید یک حرکت خاص، نیازمند بکارگیری روش¬های بهینه¬سازی است. با هدف ایجاد مسیرهای مطلوب به صورت برخط و اعمال آن¬ها به کنترل کننده، از شبکه عصبی بازگشتی برای حل برخط مسائل بهینه¬سازی استفاده نموده¬ایم. تابع هزینه از نوع qp برای حداقل انرژی در انجام حرکت تعریف شده که امکان در نظر گرفتن محدودیت¬های فیزیکی مفاصل را نیز فراهم می¬سازد. نتایج نشان داده¬اند که الگوریتم بهینه¬سازی برخط در تعامل مطلوبی با کنترل کننده ترکیبی شبکه عصبی – ترمینال پیوسته، حتی در حضور نویز و اغتشاش از نوع گشتاور، خطاهای بسیار کمی را در ردیابی مسیرهای مطلوب ایجاد نموده و کار هدفمند reaching با خطای بسیار کمی از نقطه شروع تا نقطه هدف عملگرنهایی انجام شده است. با هدف بازیابی حرکت در بازوی افراد فلج، نیاز به طراحی کنترل مقاوم و تطبیق پذیر با عدم قطعیت های سیستم بیولوژیکی و اغتشاشات محیطی وجود دارد که از این رو با طراحی کنترل ترکیبی شبکه عصبی-ترمینال پیوسته در صدد کنترل حرکت reaching بازوی انسان بر آمدیم از طرفی با توجه به افزونگی سینماتیکی در بازوی انسان مسیرهای واحدی برای مفاصل در حرکت reaching وجود ندارند و با توجه به اینکه reaching یک حرکت هدفمند است در این تحقیق الگوریتم بهینه سازی برخطی را با کنترل کننده همراه نموده ایم تا مسیرهای مطلوب را بصورت برخط برای کنترل کننده فراهم نماید و با مدل کردن بازوی انسان با سه و جهار درجه آزادی در حکم بیمار مجازی عملکرد توام کنترل کننده و الگوریتم مسیریابی برخط را در برابر نویز، اعتشاش و تغییرات پارامتری مدل نشان داده ایم.

برای دانلود 15 صفحه اول ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

کنترل ترمینال لغزشی-‌شبکه عصبی در حرکت بازو با بکارگیری الگوریتم مسیریابی برخط

به منظور کنترل حرکت مدل سه لینکه از بازوی انسان در صفحه و با هدف دستیابی به کنترل مقاوم در برابر اغتشاشات خارجی، دینامیک های مدل نشده و عدم قطعیت های مدل و ویژگی های تغییرپذیر با زمان آن، کنترلترمینال پیوسته لغزشی به عنوان کنترل کننده تطبیقی و مقاوم، بکار رفته است. این کنترل کننده دارای زمان همگرایی محدود جهت رسیدن به خطای ردیابی صفر است، اما پدیده چترینگ موجود در کنترل لغزشی را بطور مطلوبی کاه...

متن کامل

کنترل حالت لغزشی فازی تطبیقی بازوی رباتیک در فضای کار با راهبرد کنترل ولتاژ

محرکه‌های ربات در فضای مفصلی کار می‌کنند ولی مجری نهایی ربات در فضای کار کنترل می‌شود. به همین دلیل، در طراحی سیستم کنترل بازوی رباتیک در فضای کار از ماتریس ژاکوبین برای تبدیل فضای مفصلی به فضای کار استفاده می‌شود. استفاده از ماتریس ژاکوبین غیر دقیق در قانون کنترل و حضور عدم قطعیت‌ها شامل عدم قطعیت‌ پارامتری، دینامیک مدل نشده و اغتشاش خارجی، باعث تضعیف عملکرد سیستم کنترل می‌شود. در این مقاله، ب...

متن کامل

کنترل مقاوم بازوهای رباتیک با بکارگیری تخمین گر تطبیقی عصبی عدم قطعیت

این مقاله روشی نوین برای کنترل مقاوم بازوهای رباتیک با تخمین گر تطبیقی عدم قطعیت و راهبرد کنترل ولتاژ ارائه می نماید. تخمین گر پیشنهادی یک شبکه عصبی چند لایه است که پارامترهای آن با الگوریتم پس انتشار خطا تنظیم می شوند. نوآوری طرح مذکور در بکارگیری راهبرد کنترل ولتاژ است که با راهبرد متداول کنترل گشتاور فرق اساسی دارد. مزیت کنترل پیشنهادی آن است که مستقل از مدل دینامیکی ربات است. بعلاوه، مشکل ف...

متن کامل

کنترل فازی تطبیقی امپدانس بازوی رباتیک با رویکرد کنترل ولتاژ

در این پایان نامه، طراحی کنترل کننده فازی تطبیقی امپدانس با راهبرد کنترل ولتاژ جهت کنترل تعامل بازوی رباتیک با محیط ارائه می شود. کنترل امپدانس پیشنهادی یک روش مدون جهت تضمین پایداری و عملکرد مناسب تعامل ربات با محیط ارائه می کند و از این نظر نسبت به روش کنترل ترکیبی نیرو/موقعیت برتری دارد. همچنین بر عدم قطعیت های مدل دینامیکی و سینماتیکی بازوی رباتیک، عدم قطعیت مدل دینامیکی محرکه ها و اغتشاشات...

15 صفحه اول

طراحی کنترل کننده مود لغزشی و مودلغزشی تطبیقی برای ربات موازی شبیه سازهای حرکتی با محرک های دورانی

در این پژوهش تحلیل سینماتیک و دینامیک ربات موازی شبیه سازهای حرکتی با محرک های دورانی، کنترل موقعیت پارامترهای فضای کار این ربات با بکارگیری روش کنترل مقاوم مودهای لغزشی، راه اندازی نمونه آزمایشگاهی ربات و پیاده سازی کنترل کننده های pid و مود لغزشی بر روی ربات مدنظر قرار گرفته است. ربات مورد بررسی از سکوی ثابت، صفحه متحرک، شش بازوی دورانی (مجهز به سیستم محرک) متصل به سکوی ثابت و شش بازوی میانی ...

15 صفحه اول

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی راحت تر خواهید کرد

دانلود 15 صفحه اول

برای دانلود 15 صفحه اول ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

پست های جدید
{@ post.title @}
{@ post.author_name @} {@ post.publish_date|hmn @}

{@ post.summary|truncate @}