24、考虑输出噪声影响的腕部震颤抑制系统改进级联自抗扰控制

考虑输出噪声影响的腕部震颤抑制系统改进级联自抗扰控制

1. 引言

震颤是一种不自主的周期性运动，是常见的运动障碍，常出现在上肢手腕部位，多发于老年人。传统的震颤抑制方案，如侵入性治疗和药物治疗，存在手术风险和明显的副作用，难以满足患者的治疗需求。随着科技的发展，辅助震颤抑制方案得到广泛应用，其中功能性电刺激（FES）技术在辅助震颤抑制领域发挥着重要作用，它能抑制病理性震颤，同时加速康复进程。

FES技术通过人工施加低电平电脉冲刺激神经，诱导肌肉收缩。电脉冲信号通过附着在皮肤上的表面电极传输，用于刺激患者患病部位的肌肉，产生与震颤运动反相的肌肉扭矩，从而抑制手腕的病理性震颤。抑制效果的好坏取决于所设计控制器的控制性能。

考虑到难以对肌肉骨骼系统进行精确建模，且设计的控制器需具备工程实用性，本文将线性自抗扰控制（LADRC）应用于基于功能性电刺激的腕部震颤抑制控制系统设计中。LADRC不依赖系统的数学模型，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。此外，基于FES的震颤抑制系统的输出噪声也是需要考虑的重要问题。目前，相关研究人员提出了许多不同的方案来解决噪声对LADRC性能的影响。

为了解决上述研究问题，本文提出了一种用于受输出噪声影响的腕部震颤抑制控制系统的改进级联LADRC方法。首先，改进了具有工程实用性的滤波器噪声处理方法，并提出了一种基于级联控制策略的LADRC方法，以有效补偿滤波输出的幅度和相位损失。然后，针对腕部震颤抑制控制系统的噪声问题，从频域角度分析噪声对LADRC的影响，进一步提出了一种改进的级联LADRC方法。最后，数值模拟结果表明，所提出的改进级联LADRC不仅能更有效地抑制震颤，还能输出幅度更小的电刺激信号，确保了受试者的安全和系统的震颤抑制性能。 <