Análisis de rendimiento de un controlador robusto con algoritmo de red neuronal para la actuación de tendón de cumplimiento en un exoesqueleto de extremidades inferiores con funda
Autores: He, Haimin; Xi, Ruru; Gong, Youping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de rendimiento de un controlador robusto con algoritmo de red neuronal para la actuación de tendón de cumplimiento en un exoesqueleto de extremidades inferiores con funda
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Rehabilitación
Exoesqueleto
Estrategias de control
Red neuronal
Actuador de cumplimiento de tendón y vaina
Controlador de modo deslizante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La rehabilitación robótica del exoesqueleto de extremidades inferiores tras una lesión neurológica ha demostrado ser una técnica de rehabilitación efectiva. Desarrollar estrategias de control asistivo que logren movimientos rehabilitadores puede aumentar el potencial de recuperación de la coordinación motora de los participantes. En este artículo, las contribuciones innovadoras son investigar un controlador robusto de modo deslizante (SMC) con un compensador de red neuronal de funciones de base radial (RBFNN) para un novedoso exoesqueleto de extremidades inferiores con actuador de tendón y funda de cumplimiento (CLLE) para proporcionar entrenamiento de rehabilitación intrínseca del muslo y la espinilla. Se propone un controlador que emplea el compensador RBFNN para reducir el impacto de la fricción del sistema de actuador de tendón y funda de cumplimiento (CTSA). En el diseño del compensador, se investiga un solo parámetro para reemplazar la información de peso de la red neuronal. Nuestro controlador propuesto muestra un rendimiento de control rápido, estable y preciso, independientemente de las interacciones de incertidumbre. Se introducen dos algoritmos adicionales, incluyendo un controlador robusto adaptativo de modo deslizante (RASMC) y un controlador proporcional-integral de modo deslizante (SMPIC), en este artículo para comparación. Las simulaciones se presentaron con MATLAB/SIMULINK para validar la superioridad del rendimiento del controlador propuesto.
Descripción
La rehabilitación robótica del exoesqueleto de extremidades inferiores tras una lesión neurológica ha demostrado ser una técnica de rehabilitación efectiva. Desarrollar estrategias de control asistivo que logren movimientos rehabilitadores puede aumentar el potencial de recuperación de la coordinación motora de los participantes. En este artículo, las contribuciones innovadoras son investigar un controlador robusto de modo deslizante (SMC) con un compensador de red neuronal de funciones de base radial (RBFNN) para un novedoso exoesqueleto de extremidades inferiores con actuador de tendón y funda de cumplimiento (CLLE) para proporcionar entrenamiento de rehabilitación intrínseca del muslo y la espinilla. Se propone un controlador que emplea el compensador RBFNN para reducir el impacto de la fricción del sistema de actuador de tendón y funda de cumplimiento (CTSA). En el diseño del compensador, se investiga un solo parámetro para reemplazar la información de peso de la red neuronal. Nuestro controlador propuesto muestra un rendimiento de control rápido, estable y preciso, independientemente de las interacciones de incertidumbre. Se introducen dos algoritmos adicionales, incluyendo un controlador robusto adaptativo de modo deslizante (RASMC) y un controlador proporcional-integral de modo deslizante (SMPIC), en este artículo para comparación. Las simulaciones se presentaron con MATLAB/SIMULINK para validar la superioridad del rendimiento del controlador propuesto.