26、机电一体化踝关节综合康复系统：原理、设计与实验

机电一体化踝关节综合康复系统：原理、设计与实验

1. 系统控制方程推导

在系统控制方面，有如下方程：
[
\dot{h} 1 = \int {0}^{t} u_x ds
]
[
\ddot{h} 1 = \dot{h}_1 + \dot{h}_1(0)
]
将控制器方程和干扰方程代入相关方程，并考虑误差 (e = h_1 - h {1d}) 及其各阶导数，可得到：
[
e^{VI} + k_5e^{V} + k_4e^{IV} + k_3\dot{e} + k_2\ddot{e} + k_1\dot{e} + k_0e = 0
]
对应的闭环系统特征多项式为：
[
s^6 + k_5s^5 + k_4s^4 + k_3s^3 + k_2s^2 + k_1s + k_0 = 0
]
参数的选择确保了误差动态全局渐近稳定，且与期望特征多项式 ((s^2 + 2\zeta\omega_n + \omega_n^2)^3) 一致，其中 (\omega_n = 10)，(\zeta = 0.7)。

2. 严肃游戏设计

2.1 游戏设计原则

严肃游戏旨在激励患者，因此需要有趣、娱乐性强且具有交互性。为了缩短患者的学习周期，使其能够自主进行康复训练，甚至可以在家中完成治疗，游戏采用了简单的视觉界面和控制方式。

2.2 游戏开发工具与目标人群

游戏使用 Unity3D 开发，这是一个灵活的开发平台，可在多种操作系统上实现。该游戏针对