Gelenkwinkelregelung durch Elektrostimulation eines antagonistischen Muskelpaares
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Christian Klauer
Zusammenfassung
Dieser Beitrag beschreibt einen neuen Ansatz zur kaskadierten Positionsregelung menschlicher Extremitäten unter Elektrostimulation, welcher auch eine Rückführung der Beschleunigung in Form eines Störgrößenbeobachters verwendet. Bei der Stimulation eines antagonistischen Muskelpaares kann dieser Regelungsansatz unerwünschte Effekte, die durch eine nicht exakt bekannte Totzone in der muskulären Aktivierung hervorgerufen werden, deutlich reduzieren. Der Reglerentwurf basiert auf einem stark vereinfachten neuro-muskulären Modell, das mit geringem Aufwand an den Probanden angepasst werden kann.
Abstract
This contribution presents a new approach to human arm position control under electrical stimulation that employs an acceleration feedback. During stimulation of antagonistic muscle pairs, this approach can noticeably reduce negative effects that are caused by an uncertain dead-zone within the muscular activation. The acceleration controller, realised using a disturbance observer, represents the lowest level of a cascaded control scheme. On higher levels the angle and the velocity are controlled. The overall control design is based on a highly simplified neuro-muscular model, which can be easily adapted to different subjects.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, Berlin, Germany
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