کنترل ربات توانبخش زانو با استفاده از ترکیب الگوریتم های پسگام و ادمیتانس

Authors

فرهاد یوسفی

دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران خلیل عالی پور

استادیار/ دانشگاه تهران بهرام تارویردی زاده

دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران علیرضا هادی

دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

abstract

در این مقاله، به طراحی کنترلر برای ربات توانبخش زانو پرداخته شده است. مشکل اصلی دستگاه های توانبخشی از جمله دستگاه های غیرفعال حرکت مداوم، عدم بازخورد از وضعیت پای بیمار و نیروهای تعاملی یا مقاوم اعمال شده از پای فرد به ربات می باشد. بدین معنی که اگر در حین تمرین غیرفعال، از طرف پای بیمار حرکتی غیرارادی رخ دهد، نیروی تعاملی ایجاد شده بین پای فرد و ربات می تواند به پای فرد آسیب برساند، زیرا رفتار ربات در برابر این نیرو، دارای سفتی زیاد است و علیرغم اعمال گشتاور مخالف حرکت از سوی پای فرد، ربات همچنان سعی دارد، پای فرد را در مسیر مرجع نگه دارد. در این پژوهش، به منظور تحقق رفتار منعطف از سوی ربات در مقابل نیروی احتمالی پای فرد، از مفهوم ادمیتانس استفاده شده، و در دو روش کنترلی، مدل مرجع تطبیقی و پسگام انتگرالی این مفهوم مورد استفاده قرار گرفته است. با تجهیز ربات به کنترل ادمیتانس، در صورت اعمال نیرو از طرف پای فرد، ربات متناسب با آن نیرو از مسیر مرجع خود منحرف می شود تا به این ترتیب نیروی تعاملی بین ربات و بیمار کاهش یابد. نتایج حاصل از شبیه سازی این کنترلرها، نشان از رفتار مطلوب ربات در این شرایط دارد. همچنین به منظور بررسی کارایی بیشتر کنترلرها، عملکرد آن ها در حضور نویز اندازه گیری نیز بررسی شده است. همچنین نشان داده شده، استفاده از کنترل کننده ی پیشنهادی پسگام در کنار کنترل کننده ی ادمیتانسی که خود نوآوری محسوب می شود، نسبت به کنترل کننده ی مدل مرجع تطبیقی، عملکرد بهتری دارد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

کنترل امپدانس ربات توانبخش زانو

در این پایان، طراحی سیستم کنترل امپدانس ربات توان بخش زانوی بیمار بر اساس راهبرد کنترل ولتاژ ارائه شده است. با تحلیل ریاضی اثبات می شود که پایداری سیستم کننرل تضمین می گردد. نوآوری طرح کنترل پیشنهادی در بکارگیری راهبرد کنترل ولتاژ به جای راهبرد کنترل گشتاور است که بطور متداول در روش های قبلی استفاده شده است. مزیت آن، آزاد بودن از مدل دینامیکی ربات و بیمار است که بعنوان چالش های اساسی در روش های...

بهینه سازی و کنترل ربات توانبخش راه رفتن

مقدمه و اهداف در بسیاری از زمینه‌های مربوط به روباتیک در زمینه توانبخشی، تولید گشتاور مطلوب و دقیق با در نظر گرفتن دینامیک موتورها تحقق پیدا می‌کند. در عمل دینامیک موتورها ممکن است ناشناخته باشد و به همین دلیل بسیاری محققان از دینامیک موتورها صرف‌نظر می‌کنند که می‌تواند اثر قابل‌توجهی در نتایج کلی داشته باشد.  هدف از این تحقیق، بهینه­سازی عملکرد ربات­های توانبخش راه رفتن می­باشد. مواد و روش ها ...

full text

تحلیل پایداری کنترل ادمیتانس سیستم سرونیوماتیک توانبخش پا

در این پژوهش، به منظور توانبخشی عضو حرکتی پا، یک سیستم سرونیوماتیک مجهز به سیلندر دوطرفه قرار داده شده به صورت عمودی و کنترل شونده با شیرهای قطع/وصل ساخته شده است. به دلیل متفاوت بودن شرایط فیزیکی و درجه معلولیت بیماران و تغییرات سایر پارامترهای دینامیک سیستم، استراتژی کنترل ادمیتانس برای سازگار نمودن تعامل عملگر با کاربر به کار گرفته می شود. به منظور تحلیل پایداری مجموعه، مدل خطی و تابع تبدیل ...

full text

کنترل امپدانس مقاوم ربات توان‌بخش زانو با ضرایب فازی

این مقاله‏ طرح نوینی برای کنترل امپدانس مقاوم ربات توان‌بخش زانو با ضرایب فازی و استفاده از راهبرد کنترل ولتاژ ارایه می‌نماید. انتخاب ضرایب امپدانس همواره یک چالش بوده است که در طرح پیشنهادی توسط سیستم‌های فازی تعیین می‌گردند. طرح نوین کنترل امپدانس پیشنهادی به مدل دینامیکی ربات وابسته نیست. طراحی کنترل کننده بر اساس راهبرد کنترل ولتاژ بوده و متفاوت با طراحی رایج مبتنی بر راهبرد کنترل گشتاور اس...

full text

بهینه سازی و کنترل ربات توانبخش راه رفتن

مقدمه و اهداف در بسیاری از زمینه های مربوط به روباتیک در زمینه توانبخشی، تولید گشتاور مطلوب و دقیق با در نظر گرفتن دینامیک موتورها تحقق پیدا می کند. در عمل دینامیک موتورها ممکن است ناشناخته باشد و به همین دلیل بسیاری محققان از دینامیک موتورها صرف نظر می کنند که می تواند اثر قابل توجهی در نتایج کلی داشته باشد.  هدف از این تحقیق، بهینه­سازی عملکرد ربات­های توانبخش راه رفتن می­باشد. مواد و روش ها ...

full text

مدل‌سازی و کنترل ربات 3PRS با استفاده از روش لاگرانژ

در این پژوهش، سینماتیک و دینامیک یک ربات موازی از نوع 3PRS مورد بررسی قرار گرفت. و به روش گشتاور معین (CTM) برای آن کنترلر طراحی گردید. همچنین برای دفع اغتشاشات، از یک کنترلر PD استفاده شد. این ربات، نوعی مکانیزم موازی فضایی با شش درجه آزادی است؛ که به وسیله‌ی سه مفصل لغزنده فعال و سه مفصل دورانی غیرفعال کنترل می‌شود؛ و در گروه مکانیزم های مقید طبقه بندی شده است. تحلیل سینماتیک ربات با ‌استفاده...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۱۲، صفحات ۱۳۵-۱۴۳

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023