research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Ant Colony Optimization Based Force-Position Control for Human Lower Limb Rehabilitation Robot
مسيطر قوة- موقع لروبوتات أعادة تأهيل الاطراف السفلية بأستخدام خوارزمية مستعمرة النمل

Authors: Mohammed Y. Hassan محمد يوسف حسن --- Shahad S. Ghintab شهد صبيح غنتاب
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 1 Pages: 61-72
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of human lower limb rehabilitation robot is to regain the ability of motion and to strengthen the weak muscles. This paper proposes the design of a force-position control for a four Degree Of Freedom (4-DOF) lower limb wearable rehabilitation robot. This robot consists of a hip, knee and ankle joints to enable the patient for motion and turn in both directions. The joints are actuated by Pneumatic Muscles Actuators (PMAs). The PMAs have very great potential in medical applications because the similarity to biological muscles. Force-Position control incorporating a Takagi-Sugeno-Kang- three- Proportional-Derivative like Fuzzy Logic (TSK-3-PD) Controllers for position control and three-Proportional (3-P) controllers for force control. They are designed and simulated to improve the desired joints position specifications such as minimum overshoot, minimum oscillation, minimum steady state error, and disturbance rejection during tracking the desired position medical trajectory. Ant Colony Optimization (ACO) is used to tune the gains of position and force parts of the Force-Position controllers to get the desired position trajectory according to the required specification. A comparison between the force-position controllers tuned manually and tuned by ACO shows an enhancement in the results of the second type as compared with the first one with an average of 39%.

الهدف من روبوتات أعادة التأهيل الخاصة بالأجزاء السفلية للأطراف البشرية هو أعادة القدرة على المشي وتقوية العضلات. ويقدم البحث تصميم مسيطر من نوع (قوة- موقع) لروبوت مكون من أربع درجات من الحرية، إثنتان منها في مفصل الورك، وثالثة في مفصل الركبة ورابعة في مفصل الكاحل، وهذه الدرجات من الحرية، كافية؛ لاعادة تأهيل المريض للمشي والدوران الى جهتي اليمين واليسار. إذ يتم تحريك المفاصل باستعمال مشغلات العضلة الهوائية، ويعد هذا النوع من المشغلات، الأفضل في التطبيقات الطبية؛ نظراً لخواصه المشابهة للعضلات البشرية. على الرغم من اللاخطية العالية في التصميم، إلا ان السيطرة على تتبع المسارات الطبية قد تمت عن طريق مسيطرات (قوة ـ موقع) مكون من ثلاثة مسيطرات للموقع من نوع ) منطق ضبابي ذكي متناسب ـ متفاضل PD –TSK( وثلاثة مسيطرات من نوع متناسب للقوة (3-) ، وذلك لغرض تحقيق المواصفات المطلوبة، كتقليل تجاوز المدخل، وتقليل التذبذب، وتقليل نسبة الخطأ في مواقع المسارات، فضلاً عن مقاومة الاضطرابات. اعتمد البحث خوارزمية مستعمرات النمل لكل من جزء الموقع وجزء القوة؛ لغرض تحسين المواصفات. أثبتت المقارنة بين نتائج المسيطر المنغم يدويا والمنغم بأستخدام خوارزمية مستعمرات النمل ان هناك تحسن في موقع المسار الطبي (بعدم تسليط الاضطرابات الخارجية ومع تسليطها) كمعدل بنسبة 39%.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2016 (1)