新型人工智能下肢假肢是機(jī)器人學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程和康復(fù)工程學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要研究方向，它涉及到傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，人工智能技術(shù)，控制科學(xué)，新化學(xué)材料技術(shù)以及機(jī)械零件設(shè)計(jì)與制造工藝技術(shù)等。與傳統(tǒng)下肢假肢技術(shù)相比較而言新型人工智能下肢假肢更趨于人體健康腿功能，具體表現(xiàn)在可以走出更加自然順暢的步伐，同時(shí)降低殘疾人的體能消耗。與此同時(shí)新型人工智能下肢假肢一定程度上吻合了人體健康腿的自主行為，即無(wú)需人的刻意參與，成為人的下意識(shí)動(dòng)作。開展本課題的研究對(duì)于為下肢肢體殘疾人提供性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的假肢產(chǎn)品和促進(jìn)醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展都有非常重要的意義。 本文結(jié)合浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(LY12F03007)“基于膝關(guān)節(jié)-踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制的智能下肢假肢研究”的要求，側(cè)重于人工智能下肢假肢的運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別和控制方法的研究。主要做了以下幾個(gè)方面的工作： 1．建立人工假肢運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別系統(tǒng)。構(gòu)建下肢運(yùn)動(dòng)力學(xué)信息獲取系統(tǒng)，利用多種傳感器獲取多源運(yùn)動(dòng)力學(xué)信息(肌電信號(hào)、加速度信號(hào)、足底壓力信號(hào))，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波消噪處理及提取特征值，并采用遺傳算法(GA)優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)這些特征進(jìn)行下肢步態(tài)的識(shí)別。 2．建立人體下...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 下肢假肢的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 下肢多源運(yùn)動(dòng)力學(xué)信息獲取系統(tǒng)
    2.1 下肢運(yùn)動(dòng)步態(tài)的概述
    2.2 下肢多源運(yùn)動(dòng)力學(xué)信息獲取系統(tǒng)的搭建
        2.2.1 肌電信號(hào)采集
        2.2.2 下肢膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度的測(cè)量
        2.2.3 下肢足底壓力信號(hào)的獲取
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于 GA-BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的下肢運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別
    3.1 遺傳算法(GA)
        3.1.1 遺傳算法(GA)概述
        3.1.2 遺傳算法(GA)研究現(xiàn)狀
    3.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的概述
        3.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        3.2.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法
        3.2.4 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及不足
    3.3 GA 優(yōu)化 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.1 種群的初始化
        3.3.2 適應(yīng)度值的計(jì)算
        3.3.3 選擇操作
        3.3.4 交叉操作
        3.3.5 變異操作
    3.4 信號(hào)特征值提取
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 人體下肢假肢數(shù)學(xué)模型的建立
    4.1 下肢假肢運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立
        4.1.1 關(guān)于正運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的研究
        4.1.2 關(guān)于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的研究
    4.2 下肢假肢動(dòng)力學(xué)模型的建立
        4.2.1 下肢假肢動(dòng)力學(xué)建模方法的選擇
        4.2.2 下肢假肢的動(dòng)力學(xué)方程
        4.2.3 下肢假肢動(dòng)力學(xué)建模
        4.2.4 考慮阻尼影響的動(dòng)力學(xué)模型修正
    4.3 本章小結(jié)
第五章 下肢假肢自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
    5.1 迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的基本理論
        5.1.1 迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)的基本思想及特點(diǎn)
        5.1.2 迭代學(xué)習(xí)控制算法
        5.1.3 迭代學(xué)習(xí)控制存在的問題
    5.2 自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
        5.2.1 自適應(yīng)控制
        5.2.2 自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制概述
    5.3 下肢假肢運(yùn)動(dòng)軌跡的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制
        5.3.1 Wi t 的非遞增性證明
        5.3.2 W0 t 的連續(xù)有界性證明
        5.3.3 Wi t 的連續(xù)有界性證明
    5.4 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3870439