通过切换功能性电刺激控制引起的静止循环
摘要：功能电刺激（FES）被用于激活神经肌肉疾病患者的下肢肌肉，以产生骑车作为一种运动和康复方式。然而，与正常人的骑车比较，FES骑车在代谢效率上仍然低下，并且在骑车曲柄产生的功率输出较低。先前的文献表明，这些问题是由于肌肉控制不良和非生理性肌肉纤维招募所致。后者是FES的已知问题，前者促使我们探索FES骑车的更好控制方法。本文通过基于膝关节扭矩在产生前进踩踏过程中的有效性来推导出仅针对股四头肌的FES骑车刺激模式。另外，本文设计了一个用于不确定的非线性周期-骑手系统的切换滑模控制器，具有自主状态相关切换。在未知的、时变的、有界的干扰存在的情况下，只要逆闲置时间条件满足恰当选择控制增益和足够的期望节奏，切换控制器就能实现期望轨迹的有界跟踪。通过Lyapunov方法推导了切换系统的稳定性，并且实验结果展示了切换控制系统在典型骑车环境下的性能。
作者：Matthew J. Bellman and Teng-Hu Cheng and Ryan J. Downey and Warren E. Dixon
论文ID：1309.7937
分类：Systems and Control
分类简称：cs.SY
提交时间：2014-03-14