下肢假肢膝关节—踝关节协调运动控制研究

【摘要】新型人工智能下肢假肢是机器人学、生物医学工程和康复工程学领域中一个重要研究方向，它涉及到传感器技术，计算机技术，人工智能技术，控制科学，新化学材料技术以及机械零件设计与制造工艺技术等。与传统下肢假肢技术相比较而言新型人工智能下肢假肢更趋于人体健康腿功能，具体表现在可以走出更加自然顺畅的步伐，同时降低残疾人的体能消耗。与此同时新型人工智能下肢假肢一定程度上吻合了人体健康腿的自主行为，即无需人的刻意参与，成为人的下意识动作。开展本课题的研究对于为下肢肢体残疾人提供性能优良、价格低廉的假肢产品和促进医疗福利事业的发展都有非常重要的意义。本文结合浙江省自然科学基金项目(LY12F03007)“基于膝关节-踝关节协调联动控制的智能下肢假肢研究”的要求，侧重于人工智能下肢假肢的运动步态识别和控制方法的研究。主要做了以下几个方面的工作：1．建立人工假肢运动步态识别系统。构建下肢运动力学信息获取系统，利用多种传感器获取多源运动力学信息(肌电信号、加速度信号、足底压力信号)，然后对信号进行滤波消噪处理及提取特征值，并采用遗传算法(GA)优化的BP神经网络对这些特征进行下肢步态的识别。2．建立人体下肢假肢数学模型。根据人体的结构和运动学的分析，建立假腿运动学模型，选用拉格朗日建模方法从系统能量角度出发建立下肢假肢的动力学模型。3．设计下肢膝关节与踝关节协调运动的自适应迭代学习控制系统，对控制膝关节以及踝关节的运动轨迹进行跟踪，使之与步速相适应，使用MATLAB软件进行仿真控制分析。
【作者】马云鹏；
【导师】马玉良；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】GA-BP神经网络；下肢假肢建模；迭代学习；自适应控制；

【参考文献】
[1]张朝兴.玉米自交系H21遗传背景的染色体片段代换系构建及产量相关性状QTL定位[D].华中农业大学,作物遗传育种,2014,硕士.
[2]朱圣高.建设银行台州分行竞争力研究[D].宁波大学,工商管理,2013,硕士.
[3]胡国顺.鸡Nramp1基因的遗传变异、表达以及与部分免疫性状的关联分析[D].扬州大学,动物遗传育种与繁殖,2011,硕士.
[4]傅茂海,李芾,黄勇.摆式客车转向架方案及结构设计[J].中国铁路.2001(07)
[5]宋得勇.现阶段乡村纠纷解决机制的问题与对策研究[D].中南民族大学,法律,2013,硕士.
[6]张颖.基于藏族地区使用的人教版初中汉语文教材的文化类型探究[D].西藏大学,学科教学,2014,硕士.
[7]周小娟.服务型企业全面预算管理体系构建[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[8]杜军岭.新型轮胎试验机的设计[D].北京化工大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[9]刘佩文.英语名词数范畴的原型范畴研究[D].湖南师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[10]常春节.基于分簇的无线传感器网络的生存性评估[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[11]袁晓璐.艺术体操“三大赛”之竞赛研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[12]张娴.数据挖掘技术及其在金融领域的应用[J].金融教学与研究,2003,04:15-18.
[13]王紫阳.有源光纤光栅耦合器传输及开关特性研究[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[14]袁奎军.决策树中基于贝叶斯定理提取异常规则[D].中国海洋大学,2003.
[15]莫少言.孙氏手术治疗Standford A型急性主动脉夹层术后早期并发症及危险因素分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[16]王玉仙.基于五羧酸配体的金属有机骨架化合物的研究[D].大连理工大学,无机化学,2013,硕士.
[17]赵真真.沿革-拓展-融合[D].湖南师范大学,音乐学,2013,硕士.
[18]王笃星.异构体明细栏信息传输模式的研究[D].大连理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[19]黄儒靖.构建银行数据仓库——银行全新经营理念的一种有效延伸[J].经济问题探索,2004,04:52-53.
[20]乔建明.面向工艺信息化CAPP技术的研究[D].西北工业大学,2002.
[21]高著田.贵阳南编组站的改扩建设计[J].中国铁路.1993(05)
[22]朱红涛,陈开远,朱培民.DIVA技术在莺歌海盆地中的应用[J].石油地球物理勘探,2004,03:319-321+246-247+369.
[23]王翚.应变对钙钛矿型单相多铁材料作用的第一性原理研究[D].复旦大学,凝聚态物理,2013,博士.
[24]杨辉,赵小娟,赵建国.氧化石墨烯制备及其结构表征[J].山西大同大学学报(自然科学版),2014,06:39-42.
[25]刘尚禹.自由流电泳芯片集成化技术[D].哈尔滨工业大学,集成电路工程,2014,硕士.
[26]颜吾佴.高校实行党委领导下的校长负责制的必要性[J].思想理论教育导刊,2015,04:8-11.
[27]谢宏秋.“领导下乡”与贫困村治理：基于国家和农民关系研究[D].华中师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[28]方颖慧.超滤技术对体外循环下心脏手术中抗生素及炎性因子的影响[D].北京协和医学院,麻醉学,2014,博士.
[29]孙强.光电稳瞄系统稳定度测量与校准装置设计[D].西安工业大学,光学工程,2013,硕士.
[30]贾春红.抗致病性弧菌及希瓦氏菌有效中药与方剂的筛选、抗菌机理研究[D].广东海洋大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[31]张玉然.节杆菌黄嘌呤氧化酶生物合成调控与酶稳定性研究[D].江南大学,发酵工程,2014,博士.
[32]包剑,李义杰,冀常鹏,王洪香.数据挖掘在企业CRM中的应用[J].华北工学院学报,2004,02:110-112.
[33]赵翠萍.英汉新词对比研究[D].华中师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[34]邓哲.大学生思想政治教育中的学生参与问题研究[D].山西师范大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[35]许韶威.工程菌表达可溶性半夏凝集素及其活性研究[D].浙江理工大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[36]邓先科.右室流出道与右室心尖部不同部位起搏疗效的对比研究[D].广西医科大学,心血管内科（专业学位）,2013,硕士.
[37]邸梦.我国上市公司股权结构与投资效率关系研究[D].山西财经大学,金融学,2013,硕士.
[38]黄远芳.蒲山特大桥主跨工程进度与成本控制[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[39]陈鞍龙,余强,陶生桂.DC01型电动列车辅助逆变器控制器及应急起动功能的改善[J].城市轨道交通研究.2006(01)
[40]申张顺.胸腺对EAE发病过程的调节作用及其作用机制探讨[D].河北医科大学,神经病学（专业学位）,2013,硕士.
[41]谢雯霞.Sca Study of Translation Approaches for Metaphors in English News: the Perspective of Skopos Theory[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[42]赵冬梅.小鼠植入前胚胎组蛋白乙酰基转移酶GCN5和去乙酰化酶HDAC1表达模式及体外培养对其表达影响[D].浙江大学,2005.
[43]申英.马克思主义农民理论中国化发展及当代中国农民历史命运[D].哈尔滨理工大学,马克思主义发展史,2012,硕士.
[44]麦立强,陈丹丹,赵康宁,陈施谕,魏湫龙,陈伟.纳米线电化学储能材料与器件[J].科学通报,2013,32:3312-3327.
[45]李志艳.蒙古牛MSTN基因敲除的研究[D].内蒙古农业大学,发育生物学,2013,硕士.
[46]方聪丽.本钢1700热连轧厂加热炉改造自动化仪表设计特点[J].冶金自动化,2008,05:58-62.
[47]唐夏雯.大学英语写作课堂中的同伴反馈研究[D].苏州大学,课程与教学论,2013,硕士.
[48]陈续旭.基于Candide-3模型的人脸图像表情生成研究[D].山东财经大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[49]王帅.我国自考生学习兴趣的激发与培养研究[D].吉林大学,学科教学,2014,硕士.
[50]姜涛.商业银行信贷资产证券化及定价研究[D].青岛大学,金融学,2004,硕士.