Управление на скользящих режимах биомехатронным манипуляторным протезом верхних конечностей на основе ЭЭГ и ЭМГ

Нимирич Н.С.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

Филимонов Н.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Иинститут проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва

Ключевые слова: протез верхней конечности, манипулятор, кинематика, параметры Денавита-Хартенберга, динамика, биомеханика, управление, метод скользящих режимов.

Аннотация. Статья посвящена разработке и исследованию алгоритма управления биомехатронным протезом верхней конечности (БМП ВК) с многозвенной структурой, содержащей семи-степенной манипулятор. Особенностью рассматриваемой системы управления протезом является возможность формирования управляющего воздействия на основе данных измерения электроэнцефалографии ЭЭГ и электромиографии ЭМГ. Представлена математическая модель БМП ВК как объекта управления, включая модели его кинематики и динамики. Кинематическая модель описана с использованием матриц однородного преобразования и параметров Денавита–Хартенберга, а динамическая модель описана с использованием метода Лагранжа–Эйлера. Синтезирован алгоритм управления БМП ВК на основе метода скользящих режимов. Приводятся результаты компьютерной апробации данного алгоритма управления протезом.