• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2018.tde-14052024-085727
Documento
Autor
Nombre completo
Wilian Miranda dos Santos
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2018
Director
Tribunal
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves (Presidente)
Caurin, Glauco Augusto de Paula
Lima, Eduardo Rocon de
Pazelli, Tatiana de Figueiredo Pereira Alves Taveira
Terra, Marco Henrique
 
Título en portugués
Controle de impedância ótimo aplicado à reabilitação robótica do caminhar
Palabras clave en portugués
controle ótimo
controle preditivo
estimativa de parâmetros
exoesqueleto
filtro de Kalman
impedância variável
reabilitação robótica
Resumen en portugués
Neste trabalho, é desenvolvido um exoesqueleto para reabilitação de membros inferiores, projetado para atender as características de modularidade de configuração e de atuação. A modularidade de configuração está relacionada ao número de articulações do paciente a serem tratadas, isto é, o exoesqueleto pode ser configurado para tratar uma ou mais articulações do paciente. A modularidade de atuação está relacionada ao tipo de atuação que pode ser realizada, de forma passiva, por meio de molas e amortecedores, ou de forma ativa através de atuadores. Além disso, é desenvolvido um controlador de impedância ótimo para exoesqueletos, projetado para promover a reabilitação do caminhar. A estratégia de controle proposta baseia-se na estimativa dos parârnetros de torque e impedância do paciente durante a marcha. Um observador de distúrbios baseado no momento generalisado, associado com o algoritmo do filtro de Kalman, é utilizado para estimar o torque do paciente. Os parâmetros de rigides e amortecimento são determinados pelo Método dos Mínimos Quadrados, considerando-se o controle motor do paciente modelado como um controle de impedância, com um padrão de marcha pré-definido. Duas estratégias ótimas de controle são consideradas: a primeira estratégia trata-se de um processo de otimização realizado depois de cada passo para obtenção dos parâmetros ótimos de impedâncía dos atuadores para o passo seguinte, e a segunda estratégia consisto em um controlador preditivo baseado em modelo para obtenção dos parâmetros ótimos de impedância ao longo do passo. Para validar as estratégtas, resultados simulados e experimentais com o exoesqueleto proposto são apresentados
 
Título en inglés
Optimal impedance control applied to robotic rehabilitation of walking
Palabras clave en inglés
exoskeleton
Kalman filter
optimal control
parameter estimation
predictive control
robotic rehabilitation
variable impedance
Resumen en inglés
In this work, it is developed an exoskeleton for the rehabilitation of lower limbs, designed to meet configuration and actuation modularity characteristics. The configuration modularity is related to the number of patient joints to be treated, i.e., the exoskeleton can be configurated to treat one or more patient joints. The actuation modularity is related to the type of actuation that can be carried out, passively, by means of springs and dampers, or actively by means of actuators. In addition, it is developed an optimal impedance controller for exoskeletons, designed to promote the rehabilitation of walking. The proposed control strategy is based on the estimation of patient torque and impedance parameters during gait. A disturbance observer based on the generalized momentum based, associated with the Kalman filter algorithm, is used to estimate the patient's torque. The parameters of stiffness and damping are determined by the least squares method, considering that the motor control of the patient is modeled as an impedance control, with a predefined gait pattern. Two optimal control strategies are considered: the first strategy is an optimization process performed after each step to obtain the optimum impedance parameters of the actuators for the next step, and the second strategy consists of a model-based predictive controller to obtain the optimal parameters of impedance along the step. To validate the strategies simulated and experimental results with the proposed exoskeleton are presented
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
Fecha de Publicación
2024-05-14
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores.
CeTI-SC/STI
© 2001-2024. Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP.