Busca extremal determinística e estocástica aplicada à estimulação elétrica neuromuscular em pacientes após acidente vascular cerebral
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia Brasil UERJ Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16986 |
Resumo: | A técnica de Busca Extremal (Extremum Seeking - ES) nas versões determinística e estocástica são aplicadas para adaptar os ganhos de um controlador Proporcional-Integral- Derivativo (PID) na estimulação elétrica neuromuscular. Os esquemas propostos são aplicados no controle da posição do braço de pacientes com sequelas de Acidente Vascular Cerebral (AVC) para coordenar os movimentos de flexão e extensão dos braços. Esta abordagem elimina os testes iniciais de sintonia e os parâmetros do controlador são automaticamente computados em tempo real. Os parâmetros do controlador PID são ajustados através de uma versão discreta multivariável dos algoritmos de ES para minimizar uma função de custo que representa o desempenho dos requisitos desejados. Resultados experimentais com pacientes com AVC mostram que as especificações geralmente consideradas na fisioterapia para reabilitação funcional são satisfeitas em termos de erro estacionário, tempo de assentamento e percentual de ultrapassagem. Resultados quantitativos apresentam uma redução de 65, 50% no erro médio quadrático (Root Mean Square Error - RMSE) – de 11, 65º−para 4, 02º−quando comparado o primeiro e último ciclo nos experimentos com todos os indivíduos. |
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Busca extremal determinística e estocástica aplicada à estimulação elétrica neuromuscular em pacientes após acidente vascular cerebralDeterministic and stochastic extremum seeking apply to neuromuscular electrical stimulation for stroke patientElectronic engineeringPID controllersRehabilitation medicineAdjustable control systemsEngenharia eletrônicaControladores PIDMedicina de reabilitaçãoSistemas de controle ajustávelENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSA técnica de Busca Extremal (Extremum Seeking - ES) nas versões determinística e estocástica são aplicadas para adaptar os ganhos de um controlador Proporcional-Integral- Derivativo (PID) na estimulação elétrica neuromuscular. Os esquemas propostos são aplicados no controle da posição do braço de pacientes com sequelas de Acidente Vascular Cerebral (AVC) para coordenar os movimentos de flexão e extensão dos braços. Esta abordagem elimina os testes iniciais de sintonia e os parâmetros do controlador são automaticamente computados em tempo real. Os parâmetros do controlador PID são ajustados através de uma versão discreta multivariável dos algoritmos de ES para minimizar uma função de custo que representa o desempenho dos requisitos desejados. Resultados experimentais com pacientes com AVC mostram que as especificações geralmente consideradas na fisioterapia para reabilitação funcional são satisfeitas em termos de erro estacionário, tempo de assentamento e percentual de ultrapassagem. Resultados quantitativos apresentam uma redução de 65, 50% no erro médio quadrático (Root Mean Square Error - RMSE) – de 11, 65º−para 4, 02º−quando comparado o primeiro e último ciclo nos experimentos com todos os indivíduos.Deterministic and Stochastic Extremum Seeking (ES) approaches are employed to adapt the gains of a Proportional-Integral-Derivative (PID) control law for functional neuromuscular electrical stimulation (NMES). The proposed scheme are applied to control the position of the arm of healthy volunteers and stroke patients so that coordinated movements of flexion/extension for their elbow can be performed. This approach eliminates the initial tuning tests with patients since the controller parameters are automatically computed in real time. The PID controller parameters are updated by means of a discrete version of multivariable ES in order to minimize a cost function which brings the desired performance requirements. Experimental results with healthy volunteers as well as stroke patients show the usual specifications commonly considered in physiotherapy for functional rehabilitation are eventually satisfied in terms of steady-state error, settling time, and percentage overshoot. Quantitative results show a reduction of 65, 50% in terms of the root-mean-square error (RMSE) – from 11, 65º−to 4, 02º−– when comparing the tracking curves of the last cycle to the first cycle in the experiments with all subjects.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaOliveira, Tiago Roux dehttp://lattes.cnpq.br/2236381891580848Pino, Alexandre Visintainerhttp://lattes.cnpq.br/8326405483302329Fontana, Ana Paulahttp://lattes.cnpq.br/2126351854192016Gonçalves, Rogério Saleshttp://lattes.cnpq.br/9474579551520236Bo, Antonio Padilha Lanarihttp://lattes.cnpq.br/6959718976106778Paz, Paulo Roberto Souza da2021-12-07T18:47:43Z2019-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPAZ, Paulo Roberto Souza da. Busca extremal determinística e estocástica aplicada à estimulação elétrica neuromuscular em pacientes após acidente vascular cerebral. 2019. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Eletrônica) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16986porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:16:45Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/16986Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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