• شماره ركورد
    26654
  • پديد آورنده

    محمدمهدي محمدي

  • عنوان
    كنترل سرعت و ادميتانس در ركاب زني به كمك تحريك الكتريكي عملكردي
  • مقطع تحصيلي
    ارشد
  • رشته تحصيلي
    برق-مهندسي پزشكي
  • سال تحصيل
    98
  • تاريخ دفاع
    1401/03/31
  • استاد راهنما
    دكتر عباس عرفانيان
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    تحريك الكتريكي عملكردي با پيشينه اي بيش از چهل سال، يكي از كارآمدترين و مفيدترين روش‌هاي استفاده شده به منظور درمان، توانبخشي و بازتواني حركتي و عملكردي در افراد مبتلا به آسيب‌هاي مرتبط با نورون‌هاي حركتي فوقاني است. ركاب زني به كمك تحريك الكتريكي عملكردي فوايد فيزيولوژيكي، فيزيكي و رواني بسياري براي افراد دچار آسيب هاي نوروني در بردارد. نوآوري اصلي اين پروژه، ابداع روشي نوين براي كنترل ادميتانس بر مبناي كنترل مد لغزشي ترمينال فازي-تطبيقي است. از ويژگي هاي اين كنترل كننده مي توان به ايجاد پايداري در زمان محدود، شناسايي برخط سيستم تحت كنترل و درنهايت عدم نياز به دانش خاصي در رابطه با ويژگي هاي سيستم تحت كنترل اشاره كرد. به علاوه، در اين تحقيق براي اولين بار دو روش جديد براي تعيين ضرائب فيلتر ادميتانس ارائه شده است و همچنين يك كنترل كننده فازي به نحوي بكارگرفته مي شود كه دامنه سيگنال تحريك در هرلحظه مناسب و ايمن تعيين شود. در ابتدا عملكرد روش كنترلي ارائه شده براي كنترل سرعت و ادميتانس در ركاب زني بيمار مجازي شبيه سازي شده است. سپس دو رويه ارائه شده براي انتخاب ضرائب فيلتر ادميتانس بر روي اين سيستم مجازي در سه وضعيت نرمال، در نظر گرفتن خستگي عضلاني و اعمال اغتشاش خارجي پله‌اي مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج آزمايش‌هاي شبيه‌سازي، نشان از برتري رويه اول (به طور متوسط بهبود 4% در دقت رديابي گشتاور نسبت به رويه دوم) در انتخاب ضرائب فيلتر ادميتانس داشته است. در قسمت برپايش آزمايش‌هاي انساني، كنترل سرعت و ادميتانس در ركاب زني به كمك تحريك الكتريكي عملكردي بر روي سه بيمار پاراپلژيك مورد ارزيابي قرار گرفته است. در تمام آزمايش¬هاي انجام شده ميانگين خطاي رديابي غيرمستقيم گشتاور، سرعت ادميتانس و رديابي سرعت مطلوب به ترتيب عبارتند از: 0.51 ± 9.54 %، 0/49±2/74 % و 0/49±2/84 % كه حاكي از دقت عالي در رديابي ادميتانس و سرعت مطلوب در ركاب زني و همچنين دقت خوب در رديابي غيرمستقيم گشتاور مطلوب است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/04/04
  • عنوان به انگليسي
    Controlling the Cadence and Admittance in Cycling Induced by Functional Electrical Stimulation
  • تاريخ بهره برداري
    6/21/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    محمدمهدي محمدي

  • چكيده به لاتين
    Functional electrical stimulation with a history of more than forty years, is one of the most efficient and useful methods used to treat, rehabilitation motor and functional in people with injuries associated with upper motor neurons. Functional electrical stimulation uses pulses with low energy levels to induce involuntary and artificial contractions in the muscles of the injured limb. Cycling induced by functional electrical stimulation has many physiological and psychological benefits for people with neurological impairments; the most important of these benefits are: improved cardiopulmonary function, increased blood circulation, increased muscle volume and strength, reduced skeletal muscle atrophy, reduced kidney and urinary tract infections, and improved sexual function. The main novelty of this project is the propose a new control method for admittance control based on fuzzy-adaptive terminal sliding mode control. Features of this controller include finite time stability, online identification of the controlled system and finally no need to know the controlled system. It should be noted that the adaptive-fuzzy terminal sliding model controller proposed in this study simultaneously has the characteristics of robust and adaptive against disturbances and the patient's physiological condition; As the cadence is controlled by the patient's muscles and the admittance is controlled by the electric motor. In addition, in this research, for the first time, two new methods are proposed to determine the admittance filter coefficients, and also, a fuzzy controller is used so that the amplitude of the stimulation signal is determined appropriately and safely at any time. First, the performance of the proposed control method for cadence and admittance control in virtual patient cycling was simulated. then, the two proposed procedures for selecting the admittance filter coefficients on this virtual system under three conditions of operation such as normal, fatigue effect and external disturbance was eva‎luated. The results of the simulation experiments show the superiority of the first procedure (average improvement 4% in torque tracking accuracy compared to the second procedure) in selecting the admittance filter coefficients. In the experimental testbed, cadence and admittance control in cycling induced by functional electrical stimulation on three paraplegic individuals have been eva‎luated. In all experiments, the average of indirect torque, admitted cadence and cadence tracking errors are: 9.54 ± 0.51 %, 2.74 ± 0.49 % and 2.84 ± 0.49 %, respectively, which indicates excellent accuracy in tracking the admitted cadence and cadence as well as good accuracy in indirect tracking of the desired torque.
  • كليدواژه هاي فارسي
    ركاب زني به كمك تحريك الكتريكي عملكردي , كنترل‌كننده مدلغزشي ترمينال تطبيقي-فازي , كنترل ادميتانس
  • كليدواژه هاي لاتين
    Cycling induced by Functional electrical stimulation , adaptive-fuzzy terminal sliding mode controller , admittance control
  • Author
    Mohammad Mahdi Mohammadi
  • SuperVisor
    Dr. Abbas Erfanian Omidvar