دانشجو: آقای سید امین کاظمی سیرکانه
استاد راهنما: دکتر علی کیماسی خلجی
زمان: چهارشنبه ۲۹ بهمن ماه ۱۴۰۴ ساعت: ۱۱:۳۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
چکیده:
**هدف:** این پژوهش بر توسعه و ارزیابی یک چارچوب کنترلی یکپارچه برای اسکلتهای خارجی پایینتنه کودکان تمرکز دارد تا دو چالش رایج در سامانههای موجود را پوشش دهد: نخست، نامعلوم بودن زمان همگرایی خطای ردیابی و دوم، واکنشی بودن سازوکارهای ایمنی. هدف اصلی، طراحی و اثبات پایداری یک قانون کنترل غیرخطی است که بهطور همزمان همگرایی عملی خطای ردیابی را در زمان تعیینشده توسط درمانگر تضمین کند و از نقض محدودههای ایمن و نامتقارن مفاصل، با وجود دینامیک غیرخطی و اغتشاشات خارجی، جلوگیری نماید. **روششناسی پژوهش:** در این تحقیق، چارچوب کنترلی مبتنی بر ترکیب کنترل زمانمعین و توابع مانع لیاپانوف نامتقارن در قالب طراحی پسگام تدوین شد. طراحی بر پایه مدل دینامیکی پلتفرم اسکلت خارجی مجهز به عملگرهای شبهمستقیم (QDD) با امپدانس پایین و سامانه پشتیبان فعال وزن بدن صورت گرفت و بهمنظور سازگاری با تعامل فیزیکی، ساختار کنترلی بهصورت هموار و قابل پیادهسازی در نظر گرفته شد. اعتبارسنجی روش پیشنهادی از طریق شبیهسازی عددی تحت عدمقطعیتهای پارامتری و اعمال گشتاورهای اغتشاشی انجام شد. **یافتهها:** نتایج شبیهسازی نشان میدهد که کنترلکننده پیشنهادی، خطای ردیابی مسیر گامبرداری را مستقل از مقدار خطای اولیه و در زمان تعیینشده به همسایگی بسیار کوچکی از صفر میرساند. همچنین با بهکارگیری توابع مانع، زاویه مفاصل ران، زانو و مچ پا (حتی با وجود انحرافات اولیه) هرگز وارد نواحی آسیبزا نظیر اکستنشن بیشازحد نمیشوند. مقایسه با PID و SMC نشان میدهد روش پیشنهادی ضمن حفظ عملکرد ردیابی و پایداری در برابر اغتشاشات، مصالحه متوازنتری میان دقت و تلاش کنترلی ارائه میدهد و بهویژه در شروع حرکت، از جهشهای شدید گشتاور میکاهد؛ موضوعی که برای پلتفرمهای کمامپدانس و تعامل ایمن با کودک اهمیت دارد. **نتیجهگیری:** چارچوب ارائهشده با فراهم کردن امکان زمانبندی قابل تنظیمِ همگرایی و ایمنی پیشگیرانه، بستر مناسبی برای اجرای پروتکلهای درمانی تکرارپذیر و قابلاتکا فراهم میسازد و میتواند به همسوسازی طراحی کنترلکننده با سختافزارهای کمامپدانس توانبخشی کمک کند. **کلیدواژهها:** اسکلت خارجی کودکان، کنترل زمانمعین، توابع مانع لیاپانوف نامتقارن، پایداری عملی، عملگرهای شبهمستقیم (QDD)، ایمنی پیشگیرانه.
|