[发明专利]一种功能性电刺激闭环模糊PID控制方法

摘要

本发明公开了一种功能性电刺激闭环模糊PID控制方法，获取膝关节力矩的表达式；建立肌肉模型；模糊PID控制器调整刺激电流的大小，通过肌肉模型获取到实际输出的膝关节力矩值；获取误差以及误差变化率；将误差、误差变化率以及刺激电流输入到模糊推理系统中，模糊推理系统进行处理转化为对应的模糊量；获取控制规则，根据控制规则对模糊PID控制器的三个参数进行整定；根据整定后的参数调整刺激电流的大小，通过肌肉模型获取到新实际输出的膝关节力矩值；直到新实际输出的膝关节力矩值和期望的膝关节力矩值之间的误差小于阈值，流程结束。本发明能有效地提高功能性电刺激器的稳定性、准确性和稳定性，并获得可观的社会效益和经济效益。

主权项

一种功能性电刺激闭环模糊PID控制方法，其特征在于，所述方法包括以下：(1)采集小腿运动时的膝关节角度参数θ和加速度参数α，通过逆动力学推导，获取膝关节力矩的表达式；(2)根据所述膝关节力矩的表达式建立肌肉模型；(3)模糊PID控制器调整刺激电流的大小，通过所述肌肉模型获取到实际输出的膝关节力矩值；(4)将所述实际输出的膝关节力矩值与期望的膝关节力矩值做运算，获取误差Δe以及误差变化率Δec；(5)将所述误差Δe、所述误差变化率Δec以及所述刺激电流输入到模糊推理系统中，所述模糊推理系统进行处理转化为对应的模糊量；(6)所述模糊推理系统通过所述对应的模糊量获取控制规则，根据所述控制规则对所述模糊PID控制器的三个参数Kp，KI和Kd进行整定；(7)根据整定后的模糊PID控制器的三个参数调整刺激电流的大小，通过所述肌肉模型获取到新实际输出的膝关节力矩值；(8)判断所述新实际输出的膝关节力矩值和所述期望的膝关节力矩值之间的误差是否小于阈值，如果是，执行步骤(9)；如果否，执行步骤(10)；(9)流程结束；(10)重新执行步骤(1)‑(8)，直到所述新实际输出的膝关节力矩值和所述期望的膝关节力矩值之间的误差小于阈值，流程结束。