توصيفگر ها :
پاركينسون , ارتز پوشيدني , چرخ عكس‌العمل , پس‌خور خطي‌ساز , رويت‌گر اغتشاش , فيلتر تطبيقي
چكيده فارسي :
امروزه، اختلال‌هاي عصبي منبع اصلي معلوليت در جهان هستند و در اين ميان بيماري پاركينسون پيشرو است. در بيشتر موارد علت ابتلا به بيماري پاركينسون ناشناخته است ولي بر‌اساس بررسي‌ها، شرايط محيطي و ژنتيكي در ابتلا به اين بيماري تاثير دارند. معمول‌ترين روش درمان اين بيماري، درمان پزشكي و استفاده از دارو است. به علت اينكه اين روش بر روي برخي از بيماران پاسخگو نيست و يا پس از مدتي تاثير خود را از دست مي‌دهد، روش ديگري توسط پژوهشگران حوزه توان‌بخشي، يعني استفاده از ارتز‌هاي پوشيدني سركوب لرزش، پيشنهاد شد. اين ارتز‌ها در سه نوع فعال، نيمه‌فعال و غير‌فعال طراحي مي‌شوند. در اين پژوهش تلاش كرديم كه يك ساختار فعال نوين براي ارتز پوشيدني سركوب لرزش ارائه دهيم. ارتز‌هاي فعال، از سه بخش اصلي تشكيل مي‌شوند: عملگر، جداسازي مولفه‌هاي حركت و كنترل‌كننده. با الهام از ايده استفاده چرخ عكس‌العمل در ماهواره‌ها به منظور كنترل جهت و شيوه اعمال نيروي اين عملگر بر اساس قانون سوم نيوتن به سيستم، در ساختاري نوين، استفاده از عملگر چرخ عكس‌العمل در ارتز پوشيدني سركوب لرزش توسط اين پژوهش پيشنهاد شد. بخش دوم طراحي، يعني جداسازي مولفه‌هاي حركت، نيز با استفاده از الگوريتم تطبيقي تركيب‌كننده خطي فوريه چندگانه باند محدود انجام مي‌شود. در بخش كنترل‌كننده، دو روش كنترلي توسط اين پژوهش مورد استفاده قرار گرفت. در روش اول، با توجه به عدم نياز كنترل‌كننده تناسبي-انتگرالي به ديناميك سيستم و عملكرد مقاوم آن در برابر نامعيني‌ها و اغتشاش، از اين كنترل كننده استفاده شد. با استفاده از اين كنترل‌كننده، سيستم طراحي شده قادر بود براي ورودي‌هاي لرزشي تك فركانس، دو فركانس و سه فركانس، به ترتيب تا حدود 79، 76 و 75 درصد دامنه لرزش را كاهش دهد. همچنين به منظور بررسي عملكرد كنترل‌كننده غير‌خطي در سركوب لرزش و با توجه به ذات غير‌خطي ديناميك سيستم، از روش پس‌خور خطي‌ساز به همراه رويت‌گر اغتشاش استفاده شد. اين كنترل‌كننده، قادر بود كه دامنه لرزش تك فركانس را به ميزان 60 درصد كاهش دهد.
چكيده انگليسي :
Nowadays, neurological disorders are the primary source of disability worldwide, with Parkinson's disease being the most prominent. In most cases, the cause of Parkinson's disease is unknown, but studies indicate that environmental and genetic factors play a role in its onset. The most common treatment method for this disease is medical therapy and the use of medications. Because this method is ineffective for some patients or loses its efficacy over time, researchers in the rehabilitation field have proposed an alternative method: the use of wearable tremor-suppression orthoses. These orthoses are designed in three types: active, semi-active, and passive. In this study, we aimed to present a novel active structure for a wearable tremor-suppression orthosis. Active orthoses consist of three main parts: an actuator, motion component isolation, and a controller. Inspired by the use of reaction wheels in satellites to control orientation and the application of force based on Newton's third law, this study proposed a novel structure utilizing a reaction wheel actuator in the wearable tremor-suppression orthosis. The second part of the design, the motion component isolation, was achieved using the band-limited multiple Fourier linear combiner (BMFLC). In the controller section, two control methods were employed. In the first method, the proportional-integral (PI) controller's, due to robustness against uncertainties and disturbances and its lack of need for system dynamics, was used. Using this controller, the designed system was able to reduce the tremor amplitude of a single frequency, double frequency and triple frequency input by approximately 79%, 76% and 75% respectively. also to evaluate the performance of the nonlinear controller, considering the non-linear nature of the system dynamics, a feedback linearization method along with a disturbance observer was used. This controller was able to reduce the tremor amplitude of a single frequency input by approximately 60% of the original tremor.
