Controladores de movimento da articulação do joelho de paraplégico com PI, PID e Fuzzy Takagi-Sugeno
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Resumo: A aplicação dos estímulos elétricos funcionais (EEF) (FES – acrônico do inglês functional eletrical stimulation) em pacientes paraplégicos tem a função de reabilitação do tônus muscular e do movimento do membro afetado Nos testes em laboratório com a aplicação dos estímulos, foram utilizados um eletroestimulador de oito canais e uma plataforma de teste, composta de uma cadeira ergonométrica para acomodação do participante, e uma barra de instrumentação composta por acelerômetros, giroscópios e eletrogoniômetro A plataforma de testes é interligada ao software Matlab, sendo capaz de supervisão e aquisição dos dados Para a implementação dos controladores, utilizou-se um Processador Digital de Sinais (DSP), permitindo embarcar o código do controlador projetado separado da aquisição de dados Foram realizados testes em malha aberta destinados à obtenção dos parâmetros antropométricos dos participantes da pesquisa Os controladores foram projetados para movimentar o membro inferior na extensão do joelho, a fim de permanecer em uma posição específica, no caso um ângulo de 3° entre a posição final e o repouso Nos testes em malha fechada, foram implementados os controladores PI (Proporcional Integrativo), PID (Proporcional Integrativo e Derivativo), fuzzy Takagi-Sugeno projetado com base nas desigualdades matriciais lineares (Linear Matrix Inequalities, LMI) e espaço de estados e o controlador fuzzy adaptativo indireto por rastreamento O controlador fuzzy foi implementado pela primeira vez em pacientes paraplégicos Os testes realizaram-se mediante aprovação do comitê de ética em pesquisas com seres humanos da Universidade Estadual de Londrina, na plataforma Brasil Os resultados demonstraram a eficiência do controlador fuzzy TakagiSugeno com LMI em face aos outros implementados, tendo menor tempo de estabilização e menor erro em regime permanente O controlador adaptativo indireto deixa o sistema imune a perturbações e/ou alterações que possam ocorrer na planta Seus resultados preliminares comprovaram a eficiência do método
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Palavras-chave
Estimulação elétrica nervosa transcutânea, Paraplégicos, Engenharia biomédica, Engenharia elétrica, Transcutaneous electrical nerve stimulation, Paraplegica, Biomedical Engineering, Electric engineering