Document
Pneumatic soft artificial muscle for rehabilitation robot arm.
Source
Master's thesis
Country
Oman
City
Muscat
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2024
Language
English
Subject
Thesis Type
Master's thesis
English abstract
This master thesis details the design, development, and control of pleated cylindrical
artificial muscles (PAM) for upper limb rehabilitation training. Recognizing the challenges
associated with controlling complex PAM dynamics using traditional model-based
approaches, this work proposes an intelligent adaptive controller based on input-output data
for accurate trajectory tracking. Qualitative analysis guarantees the closed-loop stability,
while quantitative evaluations assess trajectory error bounds. Extensive testing encompasses
both computer simulations utilizing the developed PAM dynamic model and experimental
validation on a prototype. Experimental results corroborate theoretical predictions and
simulation findings, demonstrating superior performance compared to non-pleated AMs.
Notably, PAMs exhibit reduced actuation dead zones and significantly enhanced actuation
speed, making them attractive candidates for rehabilitation applications.
Arabic abstract
رسالة الماجستير هذه توضح بالتفصيل التصميم والتطوير والتحكم في العضلات الاصطناعية الاسطوانية المطوية (PAM( لتدريب إعادة تأهيل الاطراف العلوية. وإدرا PAM المعقدة باستخدام الطرق التقليدية ًكا للتحديات المرتبطة بالتحكم في ديناميكيات ، يقترح هذا العمل وحدة تحكم ذكية تتكيف بنا ًء القائمة على النموذج على بيانات الادخال والاخراج لتتبع المسار بدقة. يضمن التحليل النوعي ثبات الحلقة المغلقة، بينما يقوم التقييم الكمي بتقييم حدود خطأ المسار. تشمل الاختبارات المكثفة كل من المحاكاة الحاسوبية باستخدام نموذج PAM الديناميكي المتطور والتحقق التجريبي على نموذج أولي. تتوافق النتائج التجريبية مع التنبؤات النظرية ونتائج المحاكاة ، مما يوضح أداء متفوقا مقارنة بمعضلات Amغير المطوية. بشكل ملحوظ، تظهر PAMs مناطق ميتة منخفضة للتشغيل وسرعة تشغيل محسنة بشكل ملحوظ ، مما يجعلها مرشحة أكثر من غيرها لتطبيقات إعادة التأهيل.
Category
Theses and Dissertations