پروژه پایانی بررسی سیگنالهای الکترو مایوگرافی در حرکت دست

اختصاصی از حامی فایل پروژه پایانی بررسی سیگنالهای الکترو مایوگرافی در حرکت دست دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه

مشکلات عصبی وحرکتی  همواره محققان را واداشته تا بدنبال یافتن روشهایی برای رفع این مشکلات برایند .استفاده از الکترومایو گرافی  یکی از این روش ها  میباشد .الکترو مایو گرافی در لغت به معنی برق نگاری ماهیچه ای است.واز نظر علمی روشی تجربی در زمینه بسط ،ثبت وانالیز سیگنالهای الکتریکی عضله می باشد ،که این سیگنال  ها بوسیله دگرگونی های فیزیولوپیکی در غشا فیبر عضلانی شکل می گیرد .این تحقیق ابتدا به بررسی این سیگنال انواع ان ومفاهیم اساسی در به دست اوردن ان وس÷س به بررسی این سیگنال در حرکت دست می÷ردازد،در اینجا ما سعی کده ایم مطالب را به گونه ای ساده وقابل فهم توضیح دهیم.هدف از این کار اشنایی مختصری با استفاده از الکترونیک در علم پزشکی  میباشد.همانطور که در این تحقیق خواهیم خوتند این سیگنال کمک بسیاری به حرکت دست های مصنوعی وکسانی که مقطوع العضوند می کند .دنیای  الکترومایو گرافی دنیای بسیار گستر دهای می باشد وما در اینجا مختصری از ان را بیان کرده ایم ،امیدواریم که توانسته باشیم مطالب را به گونه ای مفید ارائه کرده باشیم .

فصل اول

آشنایی کلی با سیگنال الکترو مایو گرافی

1-1مقدمه  

الکترو ما یو گرافی  روشی  تجربی  در زمینه  ی  بسط  ، ثبت وانالیز  سیگنال  های  الکتریکی  عضله است . سیگنال  های  الکتریکی  عضله بوسیله ئگرگونیهای  فیزیو لو ژیکی  در غشا فیبر  عضلانی  شکل  می  گیرند. الکترو مایو گرافی  شامل  ردیا بی  ثبت ، تقویت ،انالیز  وتفسیر  جهت سیگنال  های  ایجاد شده توسط  عضله اسکلتی  ،هنگام فعالیت برای  تولید نیرو است.اهداف  کلی  در این فصل معرفی  جامع  سیگنال  الکترومایو گرافی،وهم چنین منشا ایجاد سیگنال میباشد برای  فهم کامل  این موضوع  شرح مختصری از اناتومی  عضله اورده  شده است.هم جنین در مورد فاکتور های  موثر بر سیگنال  توضیح مختصری  داده شده  که در فصل های  اتی  به انها پرداخته می شود.به طور کلی  در این فصل هدف درک کامل EMGبرای کاربرد درست ان در  زمینه های  مختلف می باشد،که ما در این تحقیق  به بررسی  ان در حرکت دست می پردازیم.

2-1الکترومایو گرافی چیست؟

الکترو مایو گرافی مطالعه عملکرد عضله از طریق تحلیل سیگنال های الکتریکی تولید شده در حین انقباضات عضلانی است .EMGاغلب به طور نادرستی به وسیله ی پزشکان ومحققان به کار گرفته می شود.در بیشتر موارد حتی الکترو مایو گرافر های با تجربه نیز نمی توانند اطلا عات کافی وجزییات مورد نظر را از پروتکل به دست اورند و لذا محققان دیگر مجازند که کارهای انها را تکرار کنند.

الکترومایو گرافی اندازه گیری سیگنال  الکتریکی  همراه با تحریک عضله است که می تواند شامل عضلات ارادی وغیر ارادی شود.وضعیت  EMG انقباصات عضله ارادی به میزان کشش بستگی دارد.واحد عملکری انقباض عضله یک واحد حرکتی  است که متشکل از یک نورون الف منفرد وتمام فیبر هایی که از ان منشعب می شوند.وقتی پتانسیل عمل عصب حرکتی که فیبر را تغذیه می کند به استانه ی دپلاریزاسیون برسد فیبر عضله منقبض می شود .دپلاریزاسیون با عث ایجاد میدان الکترو مغناطیسسی می شود واین پتانسیل به عنوان ولتاژ انداره گرفته میشود .دپلاریزاسیون که در طول غشا عضله منتشر می شود یک پتانسیل عمل عضله است .پتانسیل عمل واحد حرکتی مجموع پتانسیل عمل های منفرد تمامی فیبر های یک واحد حرکتی است .بنابراین سیگنال EMG جمع جبری تمام پتانسیل عمل های واحد های حرکتی موجود در ناحیه ای است که الکترود درانجا قرار گرفته است.ناحیه ی قرار گرفتن الکترود معمولا شامل بیش از یک واحد حرکتی است زیرا فیبر های عضلا نی واحد های  حرکتی مختلف  در تمام طول عضله در ترکیب با هم قرار دارند . هر بخش از عضله می تواند حاوی فیبرهای متعلق به حدود 20 تا 50 واحد حرکتی باشد.یا واحد حرکتی مستقل می تواند دارای 3 تا 2000 فیبر عضله باشد. عضلاتی که  پنج حرکت را در کنترل دارند از تعداد فیبر های عضلانی کمتری به ازای هر واحد حرکتی بر خوردارند (معمولا کمتر از 10 فیبر به ازای هر واحد حرکتی).در مقابل عضلاتی که محدودی وسیعی از حرکات را در کنترل دارند دارای 100 تا 1000فیبر در هر واحد حرکتی می باشند . در خلال انقباضات عضلانی ترتیب خاصی وجود دارد به این صورت که واحد های حرکتی با فیبر عضلاتی کمتر درابتدا وسپس واحد های حرکتی دارای فیبر های عضلانی بیشتر منقبض می شوند .تعداد واحدهای حرکتی درعضلات  بدن متغیر است .رابطه ای بین EMGبا سایر متغیر های بیو مکانیکی وجود دارد . با در نظر گرفتن انقباضات ایزومتریک ،رابطه ای مثبت در افزایش کشش عضله و دامنه سیگنال ثبت شده EMG وجود دارد . اگرچه یک زمانتاخیر وجود دارد و به این دلیل است که دامنه EMGبه صورت مستقیم با build – up کشش ایزو متریک در تطابق نیست .برای تخمین قدرت تولید شده ازروی سیگنال EMG می بایست دقت زیادی کرد چون اعتبار رابطه ی نیرو با دامنه وقتی تعداد زیادی عضله از یک مفصل منشعب شده اند یا یک عضله به مفاصل متعددی وصل  است قطعی نیست .در بررسی فعالیت یک عضله با توجه به انقباضات Concentricوeccentric مشخص می شود که انقباضات eccentric نسبت به انقباضات Concentric در مقابل نیروی وارده برابر فعالیت کمتری در عضله تولید می کنند.همراه با خستگی  عضله  ،کاهش در میزان کشش عضله اغلب همراه با دامنه ثابت یا حتی بیشتر در فعالیت عضله مشاهده می شود.بخش پر فرکانس سیگنال همراه با خستگی فرد افت می کند و می تواند به صورت کاهش در فرکانس مرکزی سیگنال عضله دیده شود.در خلال حرکت رابطه ای تقریبی بین EMG وسرعت حرکت مشاهده می شود .رابطه ای معکوس بین قدرت انقباض تولید شده بوسیله ی انقباض concentric و سرعت حرکت وجود دارد در حالیکه eccentric  توانایی  حمل وزنه بیشتر با سرعت بیشتری را دارد. به عنوان مثال اگر وزنه ای بزرگ وسنگین را به سرعت ولی با کنتر ل پایین ببرید ان وزنه  ر ابا استفاده از انقباض eccentric پایین برده اید.شما قادر نخواهید بود که وزنه را با همان سرعت پایین بردن ،بالا  ببرید (انقباض concentric).نیروی تولید شده لزوما بیشتر نخواهد بود امام شما توانستید وزنه بیشتر ی را حمل کنید و فعالیت EMGدر عضلات مورد استفاده کمتر بوده است.بنابراین رابطه ای معکوس  برای انقباضاتconcentric  و رابطه ای مثبت  برای انقباضات eccentric از نظر سرعت حرکت وجود دارد.از نقطه نظر ثبت سیگنال ،EMG دامنه پتانسیل عمل واحد حرکتی به عوامل مختلفی بستگی دارد نظیر: قطر فیبر عضله ، فاصله بین فیبر عضله فعال ومحل اشکار سازی (ضخامت چربی بافت) .هدف اصلی بدست اوردن سیگنال بدون نویز است.بنابراین نوع الکترود  و خصوصیات  تقویت کننده نقش حیاتی در بدست اوردن سیگنال بدون نویز ایفا میکند.

دانلود جزوه دست نویس کنترل خطی

اختصاصی از حامی فایل دانلود جزوه دست نویس کنترل خطی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت:PDF

تعداد صفحه:112

دست نویس و با کیفیت عالی

نمونه تصویر جزوه:

دانلود جزوه دست نویس ایتبس وسیف

اختصاصی از حامی فایل دانلود جزوه دست نویس ایتبس وسیف دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

یک جزوه آموزشی عالییییی با خط عالی تر. خوش خط و با محتوا…

دانلود مقاله با موضوع استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری برای دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها

اختصاصی از حامی فایل دانلود مقاله با موضوع استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری برای دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

طراحی کنترل کننده های مقاوم، یکی از اساسی ترین مسائل در طراحی سیستم های کنترل است. یکی از علایق طراحان سیستم های کنترل این است که کنترل کننده به نوعی طراحی شود که دارای حداقل حساسیت یا به عبارت دیگر بیشترین مقاومت در برابر اختلالات وارده بر سیستم باشد. در این راستا یکی از روش ها استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری، به منظور دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها است. آنگاه این پارامترها به روش های متنوعی......

با توجه به مطالب مطرح شده و معرفی نرم‌های متعدد ملاحظه شد که مقاومت یک کنترل کننده ارتباط مستقیم با نوع بردار ویژه طراحی کننده آن کنترل کننده دارد و در این راستا دو الگوریتم ارائه شد و با مثالهای عددی ملاحظه شد که الگوریتم اول برای بعضی از مثالها همگرا نیست و در صورت همگرائی دقت و سرعت آن از الگوریتم.....

عناوین اصلی این مقاله 71 صفحه ای با فرمت ورد عبارتند از:

• مقدمه
• تخصیص مقادیر ویژه مقاوم :
• بیان مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم
• بیان مسأله تخصیص ساختارهای ویژه مقاوم
• ویژگی های یک سیستم حلقه بسته مقاوم
• مقاومت بهینه
• طراحی کنترل کننده های مقاوم و الگوریتم های عددی
• الگوریتم های عددی طراحی کنترل کننده های مقاوم
• نتیجه گیری:
• منطق فازی و مجموعه های فازی
• منطق فازی و استدلال تقریبی
• طراحی کنترل کننده های فازی (F.C.D)
• مدلهای طراحی کنترل کننده های فازی
• شبکه های عصبی مصنوعیANN 
• قاعده آموزش پرسپترون
• قاعده آموزش پس انتشار خطا
• سیستم های ترکیبی فازی - عصبی 
• شبیه سازی یک سیستم فازی به یک تقریب کننده عمومی
• استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا در سیستم فازی
• ارائه یک روش صریح در تخصیص مقادیر ویژه سیستم حلقه در یک ناحیه دلخواه از صفحه مختصات
• بکارگیری شبکه عصبی- فازی- ژنتیکی در طراحی کنترل کننده مقاوم 
• شرحی بر مرحلهD الگوریتم طراحی کننده کنترل کننده پارامتری مقاوم با پویش عصبی- فازی ژنتیکی
• ) الگوریتم طراحی کنترل کننده مقاوم با پویش فازی- عصبی- ژنتیکی

دانلود پروژه استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری برای دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها

اختصاصی از حامی فایل دانلود پروژه استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری برای دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات :      98       فرمت فایل: word(قابل ویرایش)       فهرست مطالب:

(1-1) مقدمه

(2-1) تخصیص مقادیر ویژه مقاوم[1]:

(1-2-1) مسأله پس خورد حالت مقاوم:

(2-2-1) بیان مسأله:

(3-2-1) بیان مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم

(4-2-1) بیان مسأله تخصیص ساختارهای[2] ویژه مقاوم

(1-4-2-1) قضیه

(2-4-2-1) نتیجه:

(5-2-1)ویژگی های یک سیستم حلقه بسته مقاوم

-2-1) مقاومت بهینه

(7-2-1) معیارهای مقاومت

(3-1) طراحی کنترل کننده های مقاوم و الگوریتم های عددی

(1-3-1) مراحل پایه ای

(2-3-1) الگوریتم های عددی طراحی کنترل کننده های مقاوم

(1-2-3-1) الگوریتم اول:

(2-2-3-1) الگوریتم دوم

(3-3-1) مثالها و کاربرد

(4-1) نتیجه گیری:

(1-2) مقدمه

(2-2) منطق فازی و مجموعه های فازی

(12-2-2) منطق فازی و استدلال تقریبی

13-2-2) موتور استنتاج فازی[3]

(15-2-2) فازی سازها

(16-2-2)غیرفازی سازها

(17-2-2) نتیجه گیری :

(3-2) طراحی کنترل کننده های فازی (F.C.D)

(1-3-2) مدلهای طراحی کنترل کننده های فازی

(4-2) شبکه های عصبی مصنوعیANN [4]

(1-4-2) قاعده آموزش پرسپترون

(2-4-2) قاعده آموزش پس انتشار خطا

(1-2-4-2) فاز اول، فاز پیش انتشار

(2-2-4-2) فاز دوم، فاز پس انتشار

(3-4-2) قاعدة آموزش ترکیبی:

(5-2) سیستم های ترکیبی فازی - عصبی[5]

(1-5-2) شبیه سازی یک سیستم فازی به یک تقریب کننده عمومی

(6-2) استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا در سیستم فازی

(1-6-2) مسأله:

نتیجه گیری:

(1-3) مقدمه

(3-3) ارائه یک روش صریح در تخصیص مقادیر ویژه سیستم حلقه در یک ناحیه دلخواه از صفحه مختصات

(4-3) بکارگیری شبکه عصبی- فازی- ژنتیکی در طراحی کنترل کننده مقاوم

(1-4-3) شرحی بر مرحلهD الگوریتم طراحی کننده کنترل کننده پارامتری مقاوم با پویش عصبی- فازی ژنتیکی

(2-4-3) الگوریتم طراحی کنترل کننده مقاوم با پویش فازی- عصبی- ژنتیکی

 

توضیح قسمتی از این متن:

(1-1) مقدمه

طراحی کنترل کننده های مقاوم، یکی از اساسی ترین مسائل در طراحی سیستم های کنترل است. یکی از علایق طراحان سیستم های کنترل این است که کنترل کننده به نوعی طراحی شود که دارای حداقل حساسیت یا به عبارت دیگر بیشترین مقاومت در برابر اختلالات وارده بر سیستم باشد. در این راستا یکی از روش ها استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری، به منظور دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها است. آنگاه این پارامترها به روش های متنوعی به گونه ای محاسبه و جایگزین می شوند که مقاومت مورد انتظار البته با حفظ پایداری سیستم میسر گردد.

در این راستا تلاش های زیادی توسط دانشمندان و مهندسان کنترل انجام شده است، که از آن جمله می توان به افرادی مانند، ماین و مردوخ[1] در سال1970، ماکی و وندویچ[2] در سال1974، بارنت[3] در سال1975، گورشیانکار و رامر[4] در سال1976، مونرو[5] در سال
1976، ونهام[6] در سال1979، فلام[7] در سال1980، وارگا[8] 1981، فاهمی و اوریلی در[9] سال1982، کاوتسکی و نیکلوس[10] در1983،1984 و آمین و الابدال [11]در سال1988، کرباسی و بل[12] در1993 اشاره کرد.

در این فصل دو الگوریتم برای محاسبه پاسخ مقاوم در مسأله کنترل کننده های پس خورد حالت خطی چند متغیره ارائه می دهیم در همه حالات ماتریس پس خورد با تخصیص بردارهای ویژه متناظر با مقادیر ویژه مورد نیاز به گونه ای محاسبه می گردد که ماتریس بردارهای ویژه نامنفرد، خوش وضع باشند در این روش طیف مقادیر ویژه به گونه ای تخصیص داده می شود که اولاً سیستم کنترل پذیر باشد ثانیاً حساسیت این مقادیر که متناظر حساسیت کنترل کننده است، حداقل باشد. لذا در بخش بعدی مسأله تخصیص مقادیر ویژه به صورت مفصل تعریف می شود. این فصل دارای دو بخش است که در بخش اول یعنی بخش (2-1) مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم برای سیستم های حلقه بسته مطرح می شود در طی فصل با تعریف مقاومت بهینه و بیان معیارهای مقاومت آمادگی لازم را برای ورود به بحث بخش بعدی یعنی بخش (3-1) را مهیا می کند.

در بخش (3-1) کنترل کننده های مقاوم با استفاده از دو الگوریتم پیشنهادی در تخصیص مقاوم مقادیر ویژه طراحی می گردند که در یکی از الگوریتم ها یعنی الگوریتم دوم لازم است که یک مسأله کمترین مربعات خطی حل شود که در این راستا الگوریتم ژنتیک، GA ، یکی از ابزارهای کمک کننده است. و در نهایت با بیان دو مثال کاربردهای این بخش را نمایش می دهیم.

(2-1) تخصیص مقادیر ویژه مقاوم[13]:

(1-2-1) مسأله پس خورد حالت مقاوم:

سیستم چند متغیر خطی ناوردای زمانی زیر را در نظر بگیرید.

(1)

 

به طوری کهu,x بردارهایm,n بعدی هستند و B,A به ترتیب ماتریس های حقیقیهستند بدون کاستن از کلیت مسأله فرض کنید ماتریسB یک ماتریس رتبه کامل باشد. رفتار سیستم (1) با استفاده از مقادیر ویژه سیستمA مدیریت می گردد. اما قاعدتاً هدف آن است که این مقادیر ویژه به گونه ای تخصیص داده شوند که سیستم پایدار باشد در این راستا از یک کنترل کننده مانندk به گونه ای استفاده می‌کنند که،

(2)

u=Kx

به ماتریسk ماتریس پس خورد حالت یا ماتریس بهره گویند حال با ترکیب روابط (1) و (2) داریم.

(3)

 

به ماتریسA+BK ماتریس حلقه بسته سیستم (1)و(2) گویند. لذا مسأله تخصیص مقادیر ویژه پس خورد حالت را به صورت زیر بیان می کنیم.

(2-2-1) بیان مسأله:

ماتریس های حقیقیB,A که به ترتیبهستند و یک مجموعه ازn مقدار حقیقی را در نظر بگیرید ماتریس حقیقیn*K,m را چنان بیابید به طوری که مقادیر ویژهA+BK همان اعداد مجموعهL باشند.

تعریف (1-2-1): سیستم بیان شده توسط معادلات (1)و (2) را کاملاً کنترل پذیر[14] گویند اگر و فقط اگر ماتریس

(4)

 

رتبه کامل باشد به عبارت دیگر

(5)

rank (Q)=n

به عبارت دیگر یک جوابK برای مسأله (2-2-1) وجود دارد اگر و فقط اگر برای هر مجموعه دلخواه L از اعداد مختلط خود مکمل داشته باشیم.

(6)

 

در واقع اگر(A,B) کنترل پذیر نباشد یعنی موجود باشد به طوری که و همچنینSTB=o آنگاه برای هر مقدارK برقراراست. به عبارت یک مقدار ویژه A+BK به ازای هر Kاست لذا مدیریت در کنترل طراح نیست و به مقدار ویژه یک مقدار ویژه کنترل ناپذیر گویند.

هدف اصلی ما ارائه روشی برای تخصیص این مقادیر ویژه است به طوری که حداکثر مقاومت یا به عبارت دیگر حداقل حساسیت را داشته باشد که در این صورت گویند سیستم حلقه بسته مقاوم است و ماتریس پس خورد حالت مربوط به این طیف را ماتریس کنترل کننده مقاوم می نامند.

فرض کنید برایj=1,2,3,...,n به ترتیب بردارهای ویژه و بردارهای ویژه معکوس ماتریس حلقه بسته متناظر با مقدار ویژهxj از طیفL باشند. به عبارت دیگر،

(7)

 

اگر یک ماتریس غیر ناقص[15] باشد یعنیn بردار ویژه مستقل خطی داشته باشد آنگاه قطری شدنی است. می توان نشان داد که حساسیت مقدار ویژهدر مقابل اختلالات وارده به مؤلفه هایK,B,A وابسته به قدر مطلق مولفهj ام بردار عدد شرطیC یعنیCj است. به طوری که:

(8)

 

برای مقادیر ویژه حقیقیحساسیتSj دقیقاً کسینوس زاویه میان بردارهای ویژه و بردارهای ویژه معکوس متناظر است. به طور دقیق تر اگر یک اختلال با مرتبه ()O در مؤلفه های ماتریس ایجاد شود آنگاه متناظر آن اختلال ایجاد شده در مقدار ویژه از مرتبه خواهد بود.

اگر ناقص باشد آنگاه خطا حداقل برابر است و لذا اصولاً سیستم های ناقص از مقاومت کمتری نسبت به سیستم های غیر ناقص برخوردارند[16].

یک کران بالا برای حساسیت مقادیر ویژه توسط رابطه زیر داده شده است.

(9)

 

که در آنk2(x) عدد شرطی ماتریس بردارهای ویژه یعنیx=[x1,x2,...,xn] می باشد. قابل توجه اینکه حداقلCj برابر عدد یک است و این زمانی حاصل می شود که یک ماتریس نرمال باشد یعنی در چنین وضعیتی ستون های ماتریسX یک پایه متعامد که برایIRn تشکیل می دهند. و لذاk (X)=1 در ادامه مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم را فرموله خواهیم کرد.