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基于蚁群模糊控制器的助行功能性电刺激精密控制方法技术

技术编号:4003753 阅读:190 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及康复器械领域。为有效地提高FES系统准确性和稳定性,本发明专利技术采用的技术方案是:基于蚁群模糊控制器的助行功能性电刺激精密控制方法,包括下列步骤:首先将模糊控制器的量化因子、比例因子以及隶属函数参量的12个决策变量的选择转化为蚁群算法适用的组合优化问题,并对其进行编码以及随机产生n个个体组成的初始城市群;其次建立合理的实际关节角度与肌肉模型输出关节角度的相应关系目标函数以及确定蚁群算法的参数设置;寻优过程;依据偏差对蚁群信息量进行调整,并进入下次寻优过程,反复此过程,最终实现模糊控制器参数的自适应在线整定,并用于FES系统。本发明专利技术主要应用于提高FES系统准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及康复器械领域,尤其是。
技术介绍
功能性电刺激(Functional Electrical Stimulation,FES)是通过电流脉冲序列来刺激肢体运动肌群及其外周神经,有效地恢复或重建截瘫患者的部分运动功能的技术。目前,由于脊髓再生能力微弱,针对脊髓损伤瘫痪患者,尚未有可直接修复损伤的有效医治方法,实施功能康复训练是一有效的措施。据统计,脊髓损伤瘫痪患者人数逐年增多,功能康复训练是亟待需求的技术。20世纪60年代,Liberson首次成功地利用电刺激腓神经矫正了偏瘫患者足下垂的步态,开创了功能性电刺激用于运动和感觉功能康复治疗的新途径。目前,FES已经成为了恢复或重建截瘫患者的部分运动功能,是重要的康复治疗手段。然而,如何精密控制FES的触发时序和脉冲电流强度以保证电刺激作用效果能准确完成预定的功能动作仍是FES的技术关键。据统计,目前FES的触发控制的方式研究尚少,而且根据作用效果与预定动作偏差,用闭环控制来自动调整FES刺激强度和时序参数,从而大大提高了FES系统的实时性、准确性和稳定性,但是现在有效的控制方法仍然在探索之中。 模糊控制器是一种通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蚁群模糊控制器的助行功能性电刺激精密控制方法,其特征是,包括下列步骤:首先将模糊控制器的量化因子、比例因子以及隶属函数参量的12个决策变量的选择转化为蚁群算法适用的组合优化问题,并对其进行编码以及随机产生n个个体组成的初始城市群;其次建立合理的实际关节角度与肌肉模型输出关节角度的相应关系目标函数以及确定蚁群算法的参数设置;寻优过程:利用蚂蚁随机搜索,优化模糊控制器的隶属函数以及量化因子和比例因子,并调用已整定的模糊控制器,验证是否达到预设目标,若无反复重复以上操作,直到蚁群算法的参数收敛或者达到预定的指标,并最终输出即得模糊控制器的决策变量和蚁群运行的次数;依据前述最终输出即得的模糊控...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:明东张广举邱爽刘秀云徐瑞万柏坤
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:12[中国|天津]

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