[發(fā)明專(zhuān)利]一種功能性電刺激下的自適應(yīng)神經(jīng)模糊肌肉建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110413303.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102521508A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 明東;朱韋西;邱爽;楊軼星;張力新;綦宏志;萬(wàn)柏坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 分類(lèi)號(hào): G06F19/00;G06N3/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國(guó)林

1.一種功能性電刺激下的自適應(yīng)神經(jīng)模糊肌肉建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)采集小腿運(yùn)動(dòng)時(shí)的膝關(guān)節(jié)角度參數(shù)θ和加速度參數(shù)α，通過(guò)逆動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)，獲取膝關(guān)節(jié)力矩的表達(dá)式；

(2)將真實(shí)的膝關(guān)節(jié)力矩值輸入到自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)中，根據(jù)所述膝關(guān)節(jié)力矩的表達(dá)式獲取實(shí)際輸出的膝關(guān)節(jié)力矩值；

(3)將所述實(shí)際輸出的膝關(guān)節(jié)力矩值與所述真實(shí)的膝關(guān)節(jié)力矩值做運(yùn)算，獲取誤差Δe以及誤差變化率Δec；

(4)將所述誤差Δe、所述誤差變化率Δec以及刺激電流輸入到自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)中，所述自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模糊量；

(5)所述自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)通過(guò)所述對(duì)應(yīng)的模糊量獲取控制規(guī)則，根據(jù)所述控制規(guī)則，合成相應(yīng)的刺激電流；

(6)通過(guò)所述誤差Δe以及所述誤差變化率Δec同時(shí)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲取隸屬度函數(shù)參數(shù)和隸屬度函數(shù)結(jié)構(gòu)；

(7)根據(jù)所述隸屬度函數(shù)參數(shù)和所述隸屬度函數(shù)結(jié)構(gòu)對(duì)所述自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，判斷所述誤差Δe是否小于閾值，如果是，執(zhí)行步驟(8)；如果否，執(zhí)行步驟(9)；

(8)流程結(jié)束；

(9)重新執(zhí)行步驟(1)-(7)，直到所述誤差Δe小于所述閾值，流程結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性電刺激下的自適應(yīng)神經(jīng)模糊肌肉建模方法，其特征在于，所述膝關(guān)節(jié)力矩的表達(dá)式具體為：

M=G×L×cosθ-J×d2θdt=G×L×cosθ-J×α;]]>

其中，G(N)＝m×g，L(cm)＝L_c+L_w×體重(kg)+L_s×身高(cm)，

J(kg·cm²)＝J_c+J_w×體重+J_s×身高(cm)，m(kg)＝M_c+M_w×體重(kg)+M_s×身高(cm)，

M為膝關(guān)節(jié)力矩、L為小腿重心到膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸的距離、G為小腿重力、J為小腿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及m為小腿的質(zhì)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性電刺激下的自適應(yīng)神經(jīng)模糊肌肉建模方法，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)的模糊量具體為：

將所述誤差Δe和所述誤差變化率Δec的變化范圍定義為模糊集上的論域，

e，ec＝{-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5}

則其模糊子集為e，ec＝{NL，NM，NS，ZE，PS，PM，PL}，子集中元素分別代表負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大。