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小脑稳定和调度的垂直平衡混合长回路控制模型。 (英语) 兹比尔1078.92014

摘要:循环积分比例积分导数(PID)该模型用于解释大脑小脑稳定和皮层本体感觉反馈在水平平面手臂运动控制中的缩放,并通过长回路力反馈和增益调度来描述人体直立平衡的控制。控制器的小脑部分由两组增益表示,每组增益提供踝关节、膝关节和髋关节之间相同关节和关节间长回路拉伸响应的线性缩放。模型的大脑部分包括一组相同关节的线性力反馈增益。模拟了在这种混合本体感觉和基于力的长回路控制下操作的三段身体模型对平台平移的响应。对于低速平台扰动,使用第一组小脑控制增益生成“踝-战略”型姿势恢复运动学和肌电图(EMG)模式。随着干扰速度的加快,通过包括第二组增益(小脑控制增益)来保持平衡,这产生了“混合踝-髋策略”型运动学和肌电图模式。
添加少量模拟肌肉协同激活提高了对某些人类数据集的拟合度。有人提出小脑开关控制增益集是感知到的身体运动状态的函数。小脑增益减少,肌肉僵硬代偿性增加,姿势恢复,异常运动与小脑疾病一致。该模型表明,在缺乏明确的内部动力学模型的情况下,具有线性增益调度的稳定混合长回路反馈可以提供现实的平衡控制,并表明小脑和大脑皮层可能通过这种机制促进平衡控制。

MSC公司:

92C20美元 神经生物学
92立方厘米10 生物力学
93立方厘米 控制理论中的应用模型
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全文: 内政部