基于温度触觉反馈的人体站立平衡姿态矫正

为保持人体站立平衡姿态稳定性,基于惯性感知模块(IMU)、温控模块通过上位机实现双串口控制,设计了人体站立平衡姿态矫正可穿戴系统。通过实验设定固定阈值,针对人体不同部位皮肤给予触觉刺激,验证了不同部位触觉刺激对人体站立平衡矫正的可行性。通过分析实验结果,证明该系统对站立平衡矫正有帮助;通过比较不同触觉感受发现指尖对人体站立平衡矫正效果更好,说明指尖皮肤相较手臂小臂外侧皮肤更适合触觉刺激;同时前倾矫正均比后倾矫正准确率高,表明前倾矫正比后倾矫正更容易。该系统不仅能帮助人体站立平衡姿态,而且在姿态矫正和辅助康复上有重要意义。

海洋电磁测量单点系泊潜标系统平衡姿态分析

针对海洋电磁测量单点系泊潜标系统,以预定海域的实际海洋水文资料为背景,采用集中质量法建立了潜标系统模型,并对潜标系统的平衡姿态及缆索的拉力分布进行了仿真分析。结果表明:潜标测量系统各测量节点间保持了良好的线性相关性,线性相关系数保持在0.995以上;配重缓冲缆结构能够实现良好的防浪缓冲效果。现场海试数据分析表明,浮标静浮力为600 N,缓冲缆长为150 m,按40 m长1 N/m的方式配重的潜标系统,在表层海流速度为0.5 m/s的情况下,可以形成缓冲深度达21 m的U形缓冲带,与仿真分析的结果基本吻合。

基于ICF-CY平衡姿态悬吊治疗方案的设计

目的 基于《国际功能、残疾和健康分类(儿童和青少年版)》(ICF-CY)理论框架开发平衡姿态训练(NPT)悬吊疗法,并观察其在神经发育障碍性疾病中的临床应用。方法 成立ICF-CY理论小组和NPT悬吊疗法治疗小组,理论小组检索数据库,提取悬吊疗法高频词,将高频词与ICF-CY相关类目进行匹配,得出NPT悬吊疗法ICF-CY理论框架。治疗小组依据理论框架制定康复流程、训练条目,组成训练池。选择2019年10月至2022年10月新乡医学院第一附属医院门诊或住院的0~6岁神经发育障碍并发运动障碍患儿110例,随机分为对照组(n=55)和观察组(n=55),对照组采用常规神经发育学疗法,观察组选择基于ICF-CY的NPT悬吊疗法,共1周。观察患者满意度、接受度和不良事件发生率。结果 对照组脱落2例,观察组脱落4例。观察组满意度98%(50/51),接受度96%(49/51),不良事件1件;对照组满意度、接受度均为100%,无不良事件发生。两组满意度、接受度和不良事件发生率均无显著性差异(P> 0.05)。结论 基于ICF-CY理论框架的NPT悬吊疗法安全可靠,临床接受度良好。

空间站力矩平衡姿态和动量平衡姿态的研究

研究了空间站的力矩平衡姿态(TEA)及动量平衡姿态(MEA)的求解方法。首先定义了瞬时TEA、平均TEA和MEA的概念并建立了环境力矩在本体系下的数学模型;其次用迭代法确定出瞬时TEA,进一步通过求解非线性方程组计算平均TEA,仿真表明在一个轨道周期中空间站保持在平均TEA时所受外力矩的平均值远小于保持在零姿态的情况;最后提出求解MEA的方法,仿真表明空间站保持在MEA的动量积累及其峰值远小于保持在零姿态的情况。

空间站力矩平衡姿态稳定性研究

力矩平衡姿态的稳定性是空间站姿态TEA定向控制研究的重要问题。采用Lyapunov理论中求解导算子特征值的方法判断TEA的稳定性,基于线性化的姿态动力学方程采用基于稳定度设计的LQR方法设计空间站的姿态控制器,通过仿真验证了:(1)TEA作为平衡姿态的优点;(2)用导算子的特征值判断TEA姿态稳定性的方法的有效性。

圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性

浮心相当于浮体的支承点,其位置随物体的姿态而变化;物体稳定平衡时重心与浮心的距离达到极小。圆柱浮体有2～5个平衡位置,其中相间的1～2个稳定,其姿态与比重和长径比相关,在系统参数变化时可能突变。

空间站平均力矩平衡姿态的气动力矩影响

为了研究空间站平均力矩平衡姿态的影响因素,建立了空间站的姿态运动模型,分析了气动力矩对空间站平均力矩平衡姿态的影响。建立了空间站的动力学与控制模型,采用典型的比例微分控制器,分别得出了两种条件下的24组平均力矩平衡姿态(Average Torque Equilibrium Attitude,ATEA),结果表明气动力矩对ATEA的影响显著。为了保持空间站ATEA,需要提供周期性的控制力矩。气动力矩引起的空间站角动量卸载和积累效应不能被忽视。

带极点配置的LQR算法在空间站力矩平衡姿态控制中的应用

在进行空间站力矩平衡姿态(TEA)控制设计时,需要将姿态动力学、动量管理与干扰抑制滤波器相结合形成系统模型,以抑制外部干扰对姿态的影响.带有区域配置的改进LQR算法用于线性化的系统模型,能够使得系统闭环极点落入期望的扇形区域,区域分别由给定整数定义张角、正数定义稳定阈,建立的代数Riccati方程组可采用两步法进行迭代求解,自动生成所需要的状态权矩阵,并得到系统的反馈增益,完成闭环极点的区域配置.该算法用于对空间站姿态控制及动量管理的控制系统,结果表明系统稳态及动态特性能够达到预期目标.

基于微元划分方法的空间站力矩平衡姿态计算

针对空间站构型的复杂性问题,建立了一种高效的姿态动力学数值分析方法。在建立飞行器姿态运动的刚体动力学模型和重力梯度力矩模型的基础上,对空间站构型进行有限微元划分,将其构型转化为微元集合用于进行气动力矩计算。基于该数值分析方法,提出了空间站力矩平衡姿态的动力学计算方法,从而避免全姿态遍历的大规模计算。仿真结果表明,微元划分方法能够有效的计算出复杂构型空间飞行器在任意姿态下的气动力矩影响,所提出的力矩平衡姿态计算方法能够快速收敛并得到稳态解。

旋转倒立摆平衡姿态模糊变结构控制算法研究

针对非线性、多变量、强耦合的旋转倒立摆系统,利用模糊控制与滑模变结构控制相结合设计了一种模糊变结构控制器,该控制器既保持了滑模变结构控制的快速性和鲁棒性,又能较好地消除单纯采用滑模变结构所产生的抖振问题。仿真结果表明,模糊变结构控制算法能够实现倒立摆的平衡姿态控制,抖振现象基本消除且具有很强的鲁棒性。

大型观测有效载荷对空间站平衡姿态影响研究

空间站通常运行在力矩平衡姿态下。空间站上搭载大型天文观测有效载荷时,载荷运动会产生干扰力矩,对空间站平衡姿态会产生影响。针对搭载在空间站平台上的大型观测类有效载荷工作特点,建立了其运动补偿规律和扰动模型,将扰动引入空间站的平衡姿态动力学过程中,并进行了计算机仿真和分析。仿真结果表明,在设计的二次调节器和前馈控制器的作用下,转动有效载荷运动引起的姿态角、姿态角速率变化等控制在一定的范围内,且有效载荷的跟踪观测效果较稳定。

倒立摆平衡姿态模糊变结构控制算法的研究

本文针对非线性、多变量、强耦合的旋转倒立摆系统,利用模糊控制与滑模变结构控制相结合设计了一种模糊变结构控制器,该控制器既保持了滑模变结构控制的快速性和鲁棒性,又能较好地消除单纯采用滑模变结构所产生的抖振问题。仿真结果表明,模糊变结构控制算法能够实现倒立摆的平衡姿态控制,抖振现象基本消除且具有很强的鲁棒性。

水平转体桥梁平衡姿态简化判定方法研究

不平衡称重是桥梁水平转体施工中的重要环节之一,目的是实测桥梁的转体参数,如体系不平衡力矩、摩阻力矩、摩阻系数、偏心距、配重以及牵引力等。但是体系的平衡姿态不同,测试方法差别较大,因此首先应判断体系的平衡姿态,从而确定采用哪一种测试方法进行相关转体参数的实测。本文结合多年的现场实测经验,总结了几种简单的平衡姿态判定方法,为现场快速实测提供了一定的依据。

航天器多级自由边界模拟系统姿态平衡协调控制

为了消除天地力学环境不一致对航天器在轨运行精度的影响,需要在地面开展航天器在轨微振动环境模拟试验,因此针对航天器的设施部分和平台部分,在航天器上、下两端建立了自由边界模拟系统和自动控制模块,通过力闭环和位移闭环对航天器重力卸载过程的平衡协调控制算法进行了设计和实施;并通过硬件设施搭建和软件程序编写完成现场试验,验证了控制系统的可行性和稳定性,也为未来航天器地面模拟试验中重力卸载过程控制系统的设计提供技术支撑并积累了工程经验。

水流作用下锚泊浮体平衡位置及姿态的求解方法

为了求解锚泊浮体在波浪中的运动响应或是受失控船舶碰撞时的运动响应,首先得求解锚泊浮体系统在不同外部环境下的平衡位置,以获得较为精确的锚链和浮体的初始状态。将锚链考虑为可拉伸的悬链线,建立锚链力的求解方程。以浮体在各个方向的所受力(矩)的平衡为收敛条件,通过迭代求解锚泊浮体系统在海流作用下的平衡位置。结果表明,系统除了在不同流向和流速作用下具有不同的平衡姿态外,还会由于投锚误差导致平衡姿态的不同。

不同负载电压的欠驱动移动机器人姿态平衡控制

由于传统方法在实际应用中控制效果不佳,机器人姿态倾角仍然比较大,并且增调量比较高,所以提出不同负载电压的欠驱动移动机器人姿态平衡控制。利用拉格朗日方程对机器人动力学推导,建立不同负载电压的机器人动力学模型,根据负载电压特征预测机器人姿态失衡,利用PLC控制器控制机器人姿态,实现了不同负载电压的欠驱动移动机器人姿态平衡控制。实验证明,在设计方法应用下,机器人姿态倾角比较小,增调量较低,在欠驱动移动机器人姿态平衡控制方面具有良好的应用前景。

动态姿态平衡仪训练对脑卒中偏瘫患者平衡功能的影响

目的:探讨使用动态姿态平衡仪对脑卒中后偏瘫患者进行平衡功能训练的效果。方法:选取20例符合入选标准的脑卒中患者,随机分为治疗组(n=10)和对照组(n=10)。对照组进行传统的平衡功能训练,30min/d;治疗组根据动态姿态平衡仪评估结果采用内置的训练方案进行平衡功能训练,20min/d。两组训练时间均为5d/周,共2周。在治疗前和治疗2周后分别采用动态姿态平衡仪中的感觉整合能力试验(SOT)、Berg平衡量表(BBS)及"起立—行走"计时测试(TUGT)进行定性、定量的评估。结果:两组受试对象的SOT指数、BBS和TUGT得分在治疗前后均有明显差异,但治疗组的改善程度明显大于对照组(P<0.05);治疗组中SOT测试的闭眼、平台沿矢状面旋转(ECSS)、平台与视窗沿矢状面旋转(SVSS)程序下,治疗后的平衡指数与运动策略较对照组均有显著的改善(P<0.05)。结论:利用动态姿态平衡仪对脑卒中后偏瘫患者进行平衡功能训练比传统训练方法能更有效地改善患者的平衡功能。

人体姿态平衡仪在眩晕患者诊断中的应用

摘 要：目的 研究人体姿态平衡仪在眩晕患者诊断中的应用，为鉴别前庭中枢性眩晕和周围性眩晕提供帮助。方法 采用人体姿态平衡仪，测试了71例正常人及185例中枢与末梢性眩晕患者的姿势图及有关参数。结果 将各年龄组正常人的参数进行比较，30岁组平衡功能最佳，与50岁以上组相比有显著性差异；正常人的人体重心晃动轨迹的图形为中心型，中枢性眩晕以弥散型多见，末梢性眩晕介于两者之间；正常人与患者各参数比较，眩晕患者晃动的轨迹长，速度快，差异有显著性，中枢与末梢性眩晕组间的参数差异于显著性。结论50岁以后前庭功能开始减退，人体姿态平衡仪可用以对眩晕患者进行粗筛。

利培酮对人体姿态平衡的效应

目的 探讨利培酮对人体姿态平衡的效应。方法 对病例组 (39例精神分裂症病人 )用利培酮治疗,于治疗第 3天和第 28天分别进行人体平衡实验;对 26例不服精神药物的对照组 (正常人 )进行人体姿态平衡实验。结果 (1)病例组第 3天测定的路径总长(795. 49±159. 67)和Romberg路径比 (1. 14±0. 18)较对照组(679. 01±110. 26; 1. 03±0. 14)的明显为大; (2)病例组第 3天的路径总长和Romberg路径比较第 28天的明显为大; (3)病例组第 28天的平衡实验所有参数与对照组的均无显著差异; (4)平衡实验参数与精神病症状均无明显相关性。结论 (1)利培酮 1mg/d治疗第 3天可抑制本体感觉反射性的微小姿势控制功能; (2)利培酮(3. 6±0. 9)mg/d治疗 1个月时,平衡功能损害已完全耐受; (3)利培酮治疗之初的平衡功能损害与精神分裂症无关。

红外传感器在无人机姿态平衡系统中的应用

为简化小型无人机内环控制的复杂程度,提出了使用红外温度传感器设计小型无人机平衡系统,以此替代传统的MEMS等惯性元件实现无人机内环控制的思路。介绍了红外平衡系统的原理、组成和整体结构;通过论述TS105-3型红外温度传感器的功能参数和内部结构,以及处理器在数据采集和控制量输出等方面的设计,介绍了该系统的硬件组成和工作原理,以及小型无人机姿态平衡系统在软件功能规划等方面的具体设计,并给出了软件流程图。