automatizácia a riadenie v teórii a praxi artep 2013 viacnásobné ...

AUTOMATIZÁCIA A RIADENIE V TEÓRII A PRAXI
ARTEP 2013
WORKSHOP ODBORNÍKOV Z UNIVERZÍT, VYSOKÝCH ŠKÔL A PRAXE
20. 2. – 22. 2. 2013
STARÁ LESNÁ, SR
Pneumatické umelé svaly patria do skupiny neštandardných pohonov so zaujímavými
vlastnosťami podobnými biologickým svalom. Tento druh svalu je nelineárny a má hysterézne
správanie a preto je na ňom možné uplatniť rôzne pokročilé techniky riadenia. Postupnosť
riadenia je zjednodušene znázornená na (Obr.4). [5]
Obr. 4 Riadenie umelých svalov pomocou NN
Meracia karta MF 624 (Obr. 4) ponúka riešenie pomocou Real-time toolboxu v prostredí
Matlab/Simulink. Jedno z uvažovaných a vyvíjaných riešení je identifikácia dynamiky
pneumatického aktuátora neurónovou sieťou a optimalizácia pohybu robotickej ruky
adaptívnym regulátorom ako odozva v reakcii na prejavenú ale nedostatočnú snahu o zmenu
polohy ruky pacientom.
Schopnosť pacienta vyvinúť silu rukou v určitom smere môže byť využitá pre vygenerovanie
primeranej zmeny žiadanej veličiny (polohy ruky) a rehabilitačné zariadenie tak umožní
pacientovi precvičovať pohyb formou hry, kde cieľom je rozširovať pohyblivosť pacienta
podľa jeho aktuálnych možností.
Pri spojitom ovládaní tlaku vzduchu na vstupe jedného z pneumatických svalov (napr.
elektronickým regulátorom tlaku EPR 50) dá sa uvažovať o regulačnom obvode pre riadenie
polohy pneumatického aktuátora v antagonistickom zapojení podľa (Obr. 5). Táto regulačná
slučka obsahuje P regulátor pre ovládanie tlaku vzduchu na vstupe jedného z dvoch svalov a
môže byť ďalej optimalizovaná nelineárnym adaptívnym stavovým regulátorom - neurónovou
sieťou, viď napríklad [7][8][9][10]. Zmenu žiadanej veličiny w je možné generovať na základe
detekcie snahy pohybu pacienta rukou (pacient precvičuje ruku v rozsahu, ktorý má tendenciu
zvládať a rehabilitačné zariadenie mu pomáha – regulačný obvod napomáha pacientovi v
pohybe kam až dokáže pôsobiť aspoň trochu silou svojej ruky).
00-7