Математические модели и алгоритмы обработки информации для управления системой восстановления двигательной активности человека

• Автор: Овсяницкая, Лариса Юрьевна
• Шифр специальности: 05.13.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Данная работа посвящена вопросам разработки математических моделей, алгоритмов и программ для управления системой восстановления двигательной активности человека (СВДАЧ).
Работа состоит из введения, шести разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения.
Во введении сформулирована проблема и обоснована ее актуальность, приведены медицинские аспекты создания системы, обзор предшествующих работ, предложения по принципиальному решению задачи. Сформулирована цель и задачи работы, высказано мнение автора о наушной новизне и практ ической значимости, дана информация .об апробации работы, количестве
4 , _ '
/ л
публикаций и внедрении
Первый раздел посвящен особенностям биомеханики человека, приведены основные способы формализации методик ЛФК - обработки словесной информации о движениях с целью аппроксимации ее зависимостями углов поворотов частей тела человека во времени. Приведены зависимости, описывающие движения здорового человека.
Во втором разделе разработаны математические модели и алгоритмы для задач кинематического анализа системы, позволяющие определять зависимости изменения координат, скоростей и ускорений контрольных точек на теле человека, при которых реализуются требуемые законы изменения углов поворотов ЧТЧ.
Третий и четвертый разделы (основные) посвящены динамическому анализу привода СВДАЧ и синтезу управляющих сил для реализации требуемых законов движений.
В пятом разделе рассмотрены вопросы анализа и синтеза точности при выполнении движений согласно методикам лечебной физкультуры, а также даны предложения по конструированию СВДАЧ.

В шестом разделе описана конструкция созданного программноаппаратного комплекса определения положения конечности человека в пространстве, предназначенного для проведения измерений по определению параметров положения конечности человека в пространстве, обработки и дальнейшего анализа полученной информации. Представлены программный интерфейс обслуживающей программы и возможности работы с комплексом.
В заключении изложены общие выводы по работе.
В приложение вынесены исходные тексты всех используемых программ, написанных на языке Turbo Pascal 7.0., некоторые расчетные результаты, описание работы с пакетом прикладных программ и заключения об использовании результатов работы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
0. ВВЕДЕНИЕ
0.1. Формулировка проблемы и ее актуальность
0.2. Медицинские аспекты создания системы
0.3. Обзор предшествующих работ
0.4. Принципиальное решение задачи
0.5. Цель и задачи работы
0.6. Научная новизна и практическая значимость работы
0.7. Апробация работы, публикации, внедрения
0.8. Структура и объем диссертации
1. ФОРМАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИК ЛЕЧЕБНОЙ ФИЗКУЛЬТУРЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОГО РАЗДЕЛА
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ДЛЯ ЗАДАЧ
КИНЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СВ ДАЧ
2.1. Постановка задачи. Системы координат
2.2. Ориентации систем координат
2.3. Угловые скорости и ускорения ЧТЧ
2.4. Координаты точек ЧТЧ
2.5. Скорости точек ЧТЧ
2.6. Ускорения точек ЧТЧ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВТОРОГО РАЗДЕЛА
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМЫ
ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИВОДА СВ ДАЧ
3.1. Постановка задачи
3.2. Векторные уравнения
3.3. Ориентация тел
3.4. Векторные кинематические уравнения

0) задать осі , і=1_Д.
i) q= 0, k,n = 0,3; ?',y = l,3;
2)C,°11 = 1, C£ = C'J3! = CO®,, Cj-J = -C™ = sin a,;
СЦ = 1, C,1,2 = C‘2 = cosa,, C,12 = -C‘; = sina2;
Cg -1, C23 = C23 = cosa3, C23 = -C223 = sin a,;

'24/nr02. X i . /13 X 1 s-i2/~iTh. >nr()3 X s~i02s~i25.
' ij ~ Z ti kj ' W ~ Z ik kj > // ~ Z~i ik kj >
k=l к-1 Ar=l
(2.1)
4) Cf=S
[0, i*j
11,
5) cf=c;r /і, /с = 0,3; /,7 = 1,3.
Для вычисления РЖ строк 3-6 (табл.2.2) как функций соответствующих углов, будем использовать единый алгоритм НК2, который аналогичен НК1 с той лишь разницей, что вместо одномерного массива углов aj используется двумерный массив углов /3? , и вместо четырехмерного массива С*" использует-
s-ipkpn
ся шестимерныи массив С :

0) Задать fi? р — 1,5; /,7 = 1,3;
1)СЙ = 0 :р = л = 037
2)C,f = l,Cgpi = Cg'pl = cos PfCgpX = -Cp*pX
_ i./-lp2 _ _ OP.ppW- _ Г'ррг _ of.
V— 22 — * і V—' j j — v_. — vvo pj 2 — 31 — oiii 79
Qf3 = l;Qf/;3 = Qf3 = cos ЩС$* = -Cfipi

ХСР~ — ґ~< pp2(-< р1уЪ,
->/С- у - Z-I ik kj 5 у - Zu ik kj ’
(2.2)
,ч /рОрЗ __ V-1 s-’pOplf
4j *-y / ,v- A=1 A=I

рЗрЗ.