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作者:陈大鹏1,2,3;倪浩君1,2;申连顺1,2;娄隽铖1,2;高鹏1,2
单位:1.南京信息工程大学自动化学院;2.江苏省智能气象探测机器人工程研究中心;3.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
摘要:近年来,基于力反馈执行器的各种康复系统被开发出来。为了帮助上肢偏瘫患者进行康复训练,提出一种适用于新型旋转磁流变制动器的转矩控制方法。首先,采用粒子群算法优化的Bouc-Wen模型作为正向模型,并使用多层感知器神经网络构建逆向模型。然后,将正向与逆向模型应用于灰狼算法优化的PID控制器,使上肢康复系统能够准确输出转矩反馈。为了评估所提出的转矩控制方法在康复中的有效性,基于磁流变制动器构建一个上肢康复实验平台。通过主、客观实验,评估康复系统在主动康复训练中的转矩反馈精度。结果表明,在转矩控制方法的管理下,制动器的平均输出转矩误差小于6 mN?m,在干扰与不确定性参数条件下的误差低于15 mN?m,转矩感知的平均准确率为79.9%,能够较好地帮助上肢患者进行康复训练。
关键词:MR制动器;转矩反馈;转矩控制;上肢康复训练;磁滞神经网络复合模型
基金资助:国家自然科学基金(62473200); 江苏省青年科技人才托举工程(JSTJ-2024-195); 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX25_0489)