基于迭代学习控制的肘关节功能性电刺激系统

摘要

为帮助肢体功能障碍患者上肢运动功能的康复和重建,本文设计针对肘关节运动康复的功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)系统.首先应用动态神经网络建立电刺激下肘关节运动的模型.根据模型的非线性与肘关节运动轨迹的重复性,采用迭代学习控制(iterative learning control,ILC)算法设计FES系统的控制器,实现肘关节角度精确控制的FES系统.经过10次迭代控制,肘关节实际运动轨迹与期望轨迹之间的最大误差为0.438°,相对平均误差为0.32％,均方根误差为0.245°.结果表明,所设计的基于ILC算法的FES系统能够实现肘关节运动功能性电刺激的精确控制,对帮助肘关节运动康复的FES系统研究具有一定的指导意义.