عنوان
كنترل ربات توان‌بخشي اندام پايين‌تنه با استفاده از كنترل‌كننده مدل‌پيش‌بين
نويسنده اصلي
مهدي حسين زاده
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
چكيده
كنترل ربات¬هاي توان‌بخشي، حوزه بسيار فعالي در دو دهه اخير و حتي قبل از آن بوده‌است. ربات¬هاي توان‌بخشي داراي مزايايي نسبت به توان‌بخشي متداول هستند كه باعث جلب توجه محققان مي-شود. از آن‌جمله، كاهش تعداد فيزيوتراپ‌ها از چند نفر به يك نفر، كارآمدتركردن عمل توان‌بخشي و كاهش دوره توان‌بخشي است. كنترل ربات¬هاي توان‌بخشي اندام پايين¬تنه كه موضوع اين پايان¬نامه است، مشكل¬تر از ربات¬هايي است كه در تماس مستقيم با انسان نيستند، زيرا اين¬گونه ربات¬ها در تعامل مستقيم با بيمار هستند و از اين‌رو عملكرد مطلوب اين ربات‌ها هم در جهت حفظ ايمني بيمار و هم درجهت پيشبرد اهداف توان‌بخشي بسيار حائز اهميت است و علاوه بر كنترل حركت، كنترل تعادل نيز در آن‌ها مطرح‌مي¬شود. هدف از انجام اين پايان‌نامه، كنترل حركت ربات توان‌بخشي اندام پايين‌تنه با پنج درجه آزادي با استفاده از كنترل¬كننده پيش¬بين غيرخطي براي راه¬رفتن برروي تردميل و سطوح صاف بوده است. در اين روش، طراحي الگوي حركت ربات بهطور ضمني و بيدرنگ در كنترل¬كننده¬ پيش¬بين انجام‌گرفته و ديناميك انسان با درنظرگرفتن نيروهاي وارده از سوي انسان و منظوركردن گشتاور معادل انسان در روابط ديناميكي ربات، پياده‌سازي‌شده است. طراحي الگوي حركت توسط كنترل¬پيش¬¬بين، اين مزيت را ايجادمي-كند كه مسيرهاي مطلوب براي مفصل¬هاي ربات با درنظرگرفتن گشتاورها و محدوديت¬هاي عملي توليدمي-شوند. همچنين مزيت اصلي استفاده از كنترل¬كننده¬ پيش¬بين، به¬دست¬آوردن گشتاورهاي بهينه و همچنين درنظرگرفتن قيدهاي مساله حركت ربات توان‌بخشي است. همچنين از قابليت¬هاي كنترل پيش¬بين براي دفع اثر اغتشاشات خارجي و عملكرد مطلوب در حضور نويز اندازه‌گيري استفاده‌شده‌است. در اين پايان‌نامه سه مرحله براي توان‌بخشي اندام پايين‌تنه درنظرگرفته‌شده‌است كه مرحله اول مربوط‌به ابتداي دوره‌ي توان‌بخشي، مرحله دوم مربوط‌به اواسط دوره‌ي توان‌بخشي و مرحله سوم مرتبط با اواخر دوره‌ي توان‌بخشي است كه در هر مرحله، با توجه به شرايط آن مرحله، خواست و اراده بيمار در روند توان‌بخشي خويش مشهود است. بنا به مرحله توان‌بخشي، طول گام، ارتفاع گام‌برداشتن و به‌طوركل انتخاب نحوه حركت با توجه به خواست بيمارصورت‌پذيرفته‌است كه مطلوب فرايند توان‌بخشي است. دفع اغتشاش خارجي به‌خوبي صورت‌پذيرفته‌است و با استفاده از نگاشت پوانكاره پايداري حركت ربات مورد بررسي قرارگرفته‌است. نتايج شبيه‌سازي عملكرد بهتر روش پيشنهادي در اين پايان‌نامه را در مقايسه با روش‌هاي اخير نشان‌مي‌دهد.
كليدواژها:ربات توان‌بخشي اندام پايين تنه، كنترل پيش¬بين غيرخطي، تعامل انسان و ربات، نگاشت پوانكاره
شماره ركورد
189443
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
كنترل
استاد راهنما
دكتر محمد فرخي