Brändle，斯蒂芬妮；施密特，Syn；马蒂亚斯·穆勒。 低级人类运动控制的系统理论分析：应用于单关节臂模型。 （英语） Zbl 1432.92004年 数学杂志。生物。 80，第4期，1139-1158（2020）. 摘要：使用内部模型进行连续控制似乎很容易解释人类运动控制。然而，由于需要转换整个轨迹，因此它需要高计算量和高模型精度。间歇控制显示出很大的潜力，可以避免连续控制的这些缺点，至少在一定程度上是这样的。在本文中，我们研究了运动神经元水平的间歇性。我们问：有多少种不同但持续的肌肉刺激装置是为特定运动任务产生稳定运动所必需的？在我们看来，只有在转换次数相对较少的情况下，才可以假设间歇控制。作为应用案例，考虑了单关节臂的运动。肌肉收缩动力学由Hill型肌肉模型描述，肌肉激活动力学同时考虑了Hatze和Zajac方法。为了驱动下臂，最多可使用四个肌肉组。用系统论方法求出恒定刺激集之间的最小转换次数。提出了一种人体运动稳定性分析方法。指定了一个李亚普诺夫函数候选者。由于采用平方和方法，该方法普遍适用，且在计算上可行。估计了过渡点的吸引区域，以及执行稳定手臂运动所需的过渡次数。结果支持了这种电机控制水平的间歇控制理论，因为只需要很少的过渡。 引用于1文件 MSC公司： 92立方厘米 生物力学 92C20美元 神经生物学 93立方厘米 由常微分方程控制的控制/观测系统 93D05型 李亚普诺夫和控制理论中的其他经典稳定性（拉格朗日、泊松、（L^p、L^p）等） 关键词：人体运动控制；间歇控制；稳定性分析；平方和法；吸引区域估计；非线性非多项式系统动力学 软件：莫塞克；YALMIP公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Brändle}等人，《数学杂志》。生物学80，第4期，1139--1158（2020；Zbl 1432.92004） 全文： 内政部 参考文献： [1] 拜耳公司。；施密特，S。；Günther，M。；Haeufle，D.，《生物物理肌肉特性对模拟快速人体手臂运动的影响》，《计算方法生物医学工程》，20，8，803-821（2017）·doi:10.1080/10255842.2017.1293663 [2] 比齐，E。；阿科尔内罗，N。；查普尔，W。；Hogan，N.，手臂运动过程中的姿势控制和轨迹形成，《神经科学杂志》，4，11，2738-2744（1984）·doi:10.1523/JNEUROSCI.04-11-02738.1984 [3] Boyd S，El Ghaoui L，Feron E，Balakrishnan V（1994）系统和控制理论中的线性矩阵不等式。Soc Ind应用数学。10.1137/1.9781611970777 ·兹伯利0816.93004 [4] 陈，H。；Allgöwer，F.，一种保证稳定性的准无限时域非线性模型预测控制方案，Automatica，34，10，1205-1217（1998）·Zbl 0947.93013号 ·doi:10.1016/S0005-1098（98）00073-9 [5] Feldman，Ag，《关于电机控制的平衡点假设（（lambda）模型）的再探讨》，J Mot Behav，18，1，17-54（1986）·doi:10.1080/00222895.1986.10735369 [6] Gawthrop，P。；洛兰，I。；M.莱基。；Gollee，H.，《间歇控制：人类控制的计算理论》，Biol Cybern，104，1，31-51（2011）·Zbl 1232.93031号 ·doi:10.1007/s00422-010-0416-4 [7] 吉斯尔，P。；Wagner，H.，Lyapunov函数和单关节肌肉骨骼模型的吸引力盆地，《数学生物学杂志》，54，4，453-464（2007）·Zbl 1115.92008年 ·doi:10.1007/s00285-006-0052-8 [8] Günther，M。；施密特，S。；Wank，V.，山丘型肌肉模型中被忽视的串联阻尼导致的高频振荡，Biol Cybern，97，1，63-79（2007）·Zbl 1125.92007年 ·doi:10.1007/s00422-007-0160-6 [9] Hachicho O，Tibken B（2002）基于矩理论用lmi方法估计一类非线性动力系统的吸引域。摘自：第41届IEEE决策与控制会议记录，IEEE，第3卷，第3150-3155页 [10] 英国国防部Haeufle；Günther，M。；Wunner，G.等人。；Schmitt，S.，《量化生物和技术运动的控制努力：基于信息的方法》，《物理评论E》，89，1，012716（2014）·doi:10.1103/PhysRevE.89.012716 [11] Hatze，H.，骨骼肌的肌质控制模型，Biol Cybern，25，2，103-119（1977）·Zbl 0346.92011号 ·doi:10.1007/BF000337268 [12] 哈乌莱，英国国防部；格里默，S。；Seyfarth，A.，《内在肌肉特性对稳定跳跃稳定性的作用是通过力-速度关系实现的》，Biominspiration Biomim，5，1，016004（2010）·doi:10.1088/1748-3182/5/1/01604 [13] 哈乌莱，英国国防部；Günther，M。；拜耳公司。；Schmitt，S.，具有连续阻尼和偏心力-速度关系的Hill型肌肉模型，J Biomech，47，6，1531-1536（2014）·doi:10.1016/j.jbiomech.2014.02.009 [14] Karniel，A.，间歇性分级运动控制的最小转换假设，《Front Comput Neurosci》，第7、12页（2013年）·doi:10.3389/fncom.2013.00012 [15] 哈利勒，香港，非线性系统（1996），新泽西：普伦蒂斯·霍尔，新泽西 [16] Da Kistemaker；Akj Van Soest；Bobbert，Mf，平衡点控制对快速目标定向单关节运动可行吗？，神经生理学杂志，95,52898-2912（2006）·doi:10.1152/jn.00983.2005 [17] Löfberg J（2004）Yalmip：matlab中建模和优化的工具箱。摘自：CACSD会议记录，台湾台北。网址：http://control.ee.ethz.ch/joloef/yalmip.php。可从http://control.ee.ethz.ch/research/software.en.html [18] 莫尔，F。；Siebert，T。；施密特，S。；布利克汉，R。；Guenther，M.，丘型肌肉模型中的机电延迟，《生物医学杂志》，12，5，1250085（2012）·doi:10.1142/S0219519412500856 [19] MOSEK（2015）MATLAB手册的MOSEK优化工具箱。7.1版（第28次修订）。http://docs.mosek.com/7.1/toolbox/index.html [20] Papachristodoulou A，Prajna S（2002）《利用平方和分解构造Lyapunov函数》。摘自：第41届IEEE决策与控制会议记录，IEEE，第3卷，第3482-3487页 [21] 政治学，A。；Bizzi，E.，猴子手臂运动的运动程序特征，《神经生理学杂志》，42，1，183-194（1979）·doi:10.1152/jn.1979.42.1.183 [22] Rockenfeller R（2016）《数学方法在丘型肌肉建模中的应用：稳定性、敏感性和最优控制》。科布伦茨-朗道大学博士论文 [23] 卢比（Tk）；埃勒斯，W。；北卡拉扬。；Günther，M。；Schmitt，S.，《预测椎间盘、韧带和肌肉负荷分担的人类腰椎屈曲的正向动力学模拟》，生物力学模型Mechanobiol，14，5108-1105（2015）·数字对象标识代码：10.1007/s10237-015-0656-2 [24] 托普库，美国。；帕卡德，A。；塞勒，P。；Balas，G.，《关于sos的帮助》（咨询专家），IEEE控制系统，30，4，18-23（2010）·doi:10.1109/MCS.2010.937045 [25] Zajac，Fe，《肌肉和肌腱特性模型在生物力学和运动中的缩放和应用》，《生物工程评论》，17，4，359-411（1989） 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。