Control System Design for Electrical Stimulation in Upper Limb Rehabilitation: Modelling, Identification and Robust Performance

این کتاب چارچوبی جامع برای طراحی کنترل‌کننده تحریک الکتریکی مبتنی بر مدل (ES) ارائه می‌کند، که کل فرآیند مورد نیاز برای توسعه سیستمی برای کمک به افراد مبتلا به اختلالات فیزیکی در انجام وظایف عملکردی اندام فوقانی مانند غذا خوردن، گرفتن و گرفتن را پوشش می‌دهد. دستکاری اشیا.

این کتاب ابتدا روش‌هایی را برای مدل‌سازی و شناسایی مدل‌های بیومکانیکی پاسخ ES نشان می‌دهد، که جنبه‌های متنوعی از جمله ساختارهای پشتیبانی مکانیکی، سینماتیک، قرار دادن الکترود، وظایف و مکان‌های حسگر را پوشش می‌دهد. سپس نشان می دهد که چگونه فعالیت های عملکردی پیچیده زندگی روزمره را می توان در قالب مسائل بهینه سازی ثبت کرد و طراحی کنترل ES را برای رسیدگی به این مورد گسترش می دهد. سپس یک روش طراحی، شرایط پایداری، و معیارهای عملکرد قوی را ارائه می‌کند که امکان توسعه سیستماتیک و شفاف طرح‌های کنترلی را فراهم می‌کند و تضمین می‌کند که آنها می‌توانند در حضور عدم قطعیت مدل‌سازی واقعی، تغییرات فیزیولوژیکی و نویز اندازه‌گیری به طور موثر عمل کنند.

This book presents a comprehensive framework for model-based electrical stimulation (ES) controller design, covering the whole process needed to develop a system for helping people with physical impairments perform functional upper limb tasks such as eating, grasping and manipulating objects.

The book first demonstrates procedures for modelling and identifying biomechanical models of the response of ES, covering a wide variety of aspects including mechanical support structures, kinematics, electrode placement, tasks, and sensor locations. It then goes on to demonstrate how complex functional activities of daily living can be captured in the form of optimisation problems, and extends ES control design to address this case. It then lays out a design methodology, stability conditions, and robust performance criteria that enable control schemes to be developed systematically and transparently, ensuring that they can operate effectively in the presence of realistic modelling uncertainty, physiological variation and measurement noise.