Control de seguimiento de fuerza de estimulación eléctrica funcional a través de control híbrido de rechazo activo de perturbaciones
Autores: Huo, Benyan; Wang, Ruishun; Qin, Yunhui; Wu, Zhenlong; Bian, Guibin; Liu, Yanhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de seguimiento de fuerza de estimulación eléctrica funcional a través de control híbrido de rechazo activo de perturbaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Accidente cerebrovascular
Entrenamiento de fuerza muscular
Miembro superior
Estimulación eléctrica funcional
Modelo de Hammerstein
Control de rechazo activo de perturbaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El ictus es una enfermedad mundial con una alta tasa de incidencia. Después de sobrevivir a un ictus, la mayoría de los pacientes quedan con extremidades superiores o inferiores afectadas. El entrenamiento de la fuerza muscular es vital para que los pacientes de ictus recuperen la función de las extremidades y mejoren su calidad de vida. Este artículo propone un método de control de seguimiento de fuerza para la extremidad superior basado en estimulación eléctrica funcional (FES), que es un enfoque de rehabilitación prometedor. Se propone un modelo de Hammerstein modificado para describir la dinámica no lineal del bíceps braquial, que consta de una función de mapeo no lineal, dinámica lineal y un componente de retardo temporal para representar el proceso bioquímico de contracción muscular. Se presenta un método rápido de identificación de modelo basado en el algoritmo de mínimos cuadrados. Para hacer frente a la variación de la dinámica muscular, se propone un control híbrido de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) para estimar y compensar la incertidumbre del modelo y las perturbaciones no medidas. Se proporciona el proceso de ajuste de parámetros. Al final, se verifica el rendimiento de los métodos propuestos a través de simulaciones y experimentos. En comparación con el método de controlador proporcional integral derivativo (PID), los métodos propuestos podrían suprimir la incertidumbre del modelo y mejorar la precisión de seguimiento.
Descripción
El ictus es una enfermedad mundial con una alta tasa de incidencia. Después de sobrevivir a un ictus, la mayoría de los pacientes quedan con extremidades superiores o inferiores afectadas. El entrenamiento de la fuerza muscular es vital para que los pacientes de ictus recuperen la función de las extremidades y mejoren su calidad de vida. Este artículo propone un método de control de seguimiento de fuerza para la extremidad superior basado en estimulación eléctrica funcional (FES), que es un enfoque de rehabilitación prometedor. Se propone un modelo de Hammerstein modificado para describir la dinámica no lineal del bíceps braquial, que consta de una función de mapeo no lineal, dinámica lineal y un componente de retardo temporal para representar el proceso bioquímico de contracción muscular. Se presenta un método rápido de identificación de modelo basado en el algoritmo de mínimos cuadrados. Para hacer frente a la variación de la dinámica muscular, se propone un control híbrido de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) para estimar y compensar la incertidumbre del modelo y las perturbaciones no medidas. Se proporciona el proceso de ajuste de parámetros. Al final, se verifica el rendimiento de los métodos propuestos a través de simulaciones y experimentos. En comparación con el método de controlador proporcional integral derivativo (PID), los métodos propuestos podrían suprimir la incertidumbre del modelo y mejorar la precisión de seguimiento.