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Tipo do documento: Dissertação
Título: Busca extremal determinística e estocástica aplicada à estimulação elétrica neuromuscular em pacientes após acidente vascular cerebral
Título(s) alternativo(s): Deterministic and stochastic extremum seeking apply to neuromuscular electrical stimulation for stroke patient
Autor: Paz, Paulo Roberto Souza da 
Primeiro orientador: Oliveira, Tiago Roux de
Primeiro membro da banca: Pino, Alexandre Visintainer
Segundo membro da banca: Fontana, Ana Paula
Terceiro membro da banca: Gonçalves, Rogério Sales
Quarto membro da banca: Bo, Antonio Padilha Lanari
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.
Abstract: 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.
Palavras-chave: Electronic engineering
PID controllers
Rehabilitation medicine
Adjustable control systems
Engenharia eletrônica
Controladores PID
Medicina de reabilitação
Sistemas de controle ajustável
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
Citação: PAZ, 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.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16986
Data de defesa: 27-Fev-2019
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Eletrônica

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