Claims (35)
1. Способ отслеживания данных из дифференциальной системы второго порядка, заключающийся в том, что1. The method of tracking data from a differential system of the second order, which consists in the fact that
получают по меньшей мере один момент вращения сустава,get at least one moment of rotation of the joint,
вычисляют модифицированное ускорение, используя по меньшей мере один момент вращения сустава, иcalculating the modified acceleration using at least one moment of rotation of the joint, and
определяют моделированные кинематические данные, используя закон управления.determine the simulated kinematic data using the control law.
2. Способ по п.1, в котором закон управления содержит функцию модифицированного ускорения для линеаризации и разделения динамики системы.2. The method according to claim 1, in which the control law comprises a modified acceleration function for linearizing and separating system dynamics.
3. Способ по п.1, в котором при вычислении модифицированного ускорения дополнительно применяют коэффициент обратной связи к модифицированному ускорению.3. The method according to claim 1, in which when calculating the modified acceleration, an additional feedback coefficient is applied to the modified acceleration.
4. Способ определения оцененной нагрузки на сустав, заключающийся в том, что4. The method of determining the estimated load on the joint, which consists in the fact that
получают кинематические данные для сустава,get kinematic data for the joint,
получают входную силу для сустава,receive input power for the joint,
вычисляют модифицированное ускорение, используя по меньшей мере кинематические данные,calculating a modified acceleration using at least kinematic data,
выполняют анализ обратной динамики для получения оцененной нагрузки на сустав, причем в анализе обратной динамики используют по меньшей мере модифицированное ускорение и входную силу, иperforming an inverse dynamics analysis to obtain an estimated joint load, wherein at least a modified acceleration and input force are used in the inverse dynamics analysis, and
выполняют анализ прямой динамики к оцененной нагрузке на сустав для определения моделированных кинематических данных для сустава.perform direct dynamics analysis on the estimated joint load to determine the simulated kinematic data for the joint.
5. Способ по п.4, в котором в качестве кинематических данных используют координаты центра массы и угол сустава.5. The method according to claim 4, in which the coordinates of the center of mass and the angle of the joint are used as kinematic data.
6. Способ по п.4, в котором в качестве входной силы используют силу реакции опоры.6. The method according to claim 4, in which the support reaction force is used as the input force.
7. Способ по п.6, в котором дополнительно7. The method according to claim 6, in which additionally
определяют интересующий сустав,determine the joint of interest,
начиная с силы реакции опоры, оценивают нагрузку на смежный сустав, иstarting from the support reaction force, the load on the adjacent joint is evaluated, and
повторяют оценивание до тех пор, пока смежный сустав не будет интересующим суставом.repeat the assessment until the adjacent joint is the joint of interest.
8. Способ по п.4, в котором в качестве входной силы используют измерение плоскости силы.8. The method according to claim 4, in which as the input force use the measurement of the plane of force.
9. Способ по п.4, в котором входная сила равна нулю.9. The method according to claim 4, in which the input force is zero.
10. Способ по п.4, в котором входная сила действует в точке контакта на сегмент.10. The method according to claim 4, in which the input force acts at the point of contact on the segment.
11. Способ по п.4, в котором в качестве входной силы используют по меньшей мере одно из: внутренней силы и внутреннего момента.11. The method according to claim 4, in which at least one of: internal force and internal moment is used as the input force.
12. Способ по п.4, в котором в качестве входной силы используют момент вращения сустава.12. The method according to claim 4, in which as the input force use the moment of rotation of the joint.
13. Способ по п.4, в котором при вычислении модифицированного ускорения дополнительно13. The method according to claim 4, in which when calculating the modified acceleration further
вычисляют значение ошибки, представляющее разность между моделированными кинематическими данными и измеренными кинематическими данными, иcalculating an error value representing the difference between the simulated kinematic data and the measured kinematic data, and
применяют коэффициент обратной связи к значению ошибки.apply the feedback coefficient to the error value.
14. Способ по п.13, в котором в качестве коэффициента обратной связи используют по меньшей мере один коэффициент из позиционного коэффициента обратной связи и коэффициента обратной связи по скорости.14. The method according to item 13, in which at least one coefficient is used as a feedback coefficient from a positional feedback coefficient and a speed feedback coefficient.
15. Способ по п.4, в котором при выполнении анализа прямой динамики дополнительно выполняют интегрирование оцененной нагрузки на сустав.15. The method according to claim 4, in which when performing the analysis of direct dynamics additionally perform the integration of the estimated load on the joint.
16. Способ по п.4, в котором дополнительно используют обратную связь моделированных кинематических данных при вычислении модифицированного ускорения.16. The method according to claim 4, in which additionally use the feedback of the simulated kinematic data in calculating the modified acceleration.
17. Способ по п.4, в котором дополнительно используют обратную связь моделированных кинематических данных при выполнении анализа обратной динамики.17. The method according to claim 4, in which additionally use the feedback of the simulated kinematic data when performing the analysis of the inverse dynamics.
18. Способ по п.4, в котором дополнительно используют обратную связь моделированных кинематических данных при выполнении анализа прямой динамики.18. The method according to claim 4, in which additionally use the feedback of the simulated kinematic data when performing the analysis of direct dynamics.
19. Способ по п.4, в котором дополнительно19. The method according to claim 4, in which additionally
получают кинематические данные для второго сустава,get kinematic data for the second joint,
вычисляют второе модифицированное ускорение, используя по меньшей мере кинематические данные для второго сустава,calculating a second modified acceleration using at least kinematic data for the second joint,
выполняют анализ обратной динамики для получения второй оцененной нагрузки на сустав, причем в анализе обратной динамики используют по меньшей мере второе модифицированное ускорение и оцененную нагрузку на сустав, иperforming an inverse dynamics analysis to obtain a second estimated joint load, wherein at least a second modified acceleration and an estimated joint load are used in the inverse dynamics analysis, and
выполняют анализ прямой динамики к второй оцененной нагрузке на сустав для получения моделированных кинематических данных для второго сустава.perform direct dynamics analysis on the second estimated joint load to obtain simulated kinematic data for the second joint.
20. Устройство для определения оцененной нагрузки на сустав, содержащее20. A device for determining the estimated load on the joint, containing
контроллер коррекции ошибок, предназначенный для вычисления модифицированного ускорения с использованием по меньшей мере кинематических данных,an error correction controller for calculating a modified acceleration using at least kinematic data,
модуль обратной динамики, включающий входную силу, предназначенный для определения оцененной нагрузки на сустав с использованием по меньшей мере модифицированного ускорения и входной силы, иan inverse dynamics module including an input force for determining an estimated joint load using at least modified acceleration and an input force, and
модуль прямой динамики, предназначенный для определения моделированных кинематических данных для сустава с использованием по меньшей мере оцененной нагрузки на сустав.direct dynamics module for determining simulated kinematic data for a joint using at least the estimated joint load.
21. Устройство по п.20, в котором модуль прямой динамики содержит21. The device according to claim 20, in which the direct dynamics module contains
модуль разности, предназначенный для выработки значения ошибки из моделированных кинематических данных и кинематических данных, иa difference module for generating error values from simulated kinematic data and kinematic data, and
коэффициент обратной связи, предназначенный для определения модифицированного ускорения в зависимости от значения ошибки.feedback coefficient designed to determine the modified acceleration depending on the value of the error.
22. Устройство по п.21, в котором в качестве коэффициента обратной связи используется по меньшей мере один коэффициент из позиционного коэффициента обратной связи и коэффициента обратной связи по скорости.22. The device according to item 21, in which at least one coefficient is used as a feedback coefficient from a positional feedback coefficient and a speed feedback coefficient.
23. Устройство по п.20, в котором оцененная нагрузка на сустав в случае первой рекурсии связана со значением входной силы для второго случая рекурсии.23. The device according to claim 20, in which the estimated joint load in the case of the first recursion is related to the value of the input force for the second case of recursion.
24. Устройство по п.20, в котором контроллер коррекции ошибок принимает моделированные кинематические данные в качестве обратной связи.24. The device according to claim 20, in which the error correction controller receives the simulated kinematic data as feedback.
25. Устройство по п.20, в котором модуль обратной динамики принимает моделированные кинематические данные в качестве обратной связи.25. The device according to claim 20, in which the inverse dynamics module receives the simulated kinematic data as feedback.
26. Устройство по п.20, в котором модуль прямой динамики принимает моделированные кинематические данные в качестве обратной связи.26. The device according to claim 20, in which the direct dynamics module receives the simulated kinematic data as feedback.
27. Устройство по п.20, в котором модуль прямой динамики выполнен с возможностью интегрирования оцененной нагрузки на сустав для определения моделированных кинематических данных.27. The device according to claim 20, in which the direct dynamics module is configured to integrate the estimated joint load to determine simulated kinematic data.
28. Устройство по п.20, в котором в качестве входной силы используется сила реакции опоры.28. The device according to claim 20, in which the reaction force of the support is used as the input force.
29. Устройство по п.20, в котором в качестве входной силы используется измерение плоскости силы.29. The device according to claim 20, in which the measurement of the plane of force is used as the input force.
30. Устройство по п.20, в котором входная сила равна нулю.30. The device according to claim 20, in which the input force is zero.
31. Устройство по п.20, в котором входная сила действует в точке контакта на сегмент.31. The device according to claim 20, in which the input force acts at the point of contact on the segment.
32. Устройство по п.20, в котором в качестве входной силы используется по меньшей мере один параметр из: внутренней силы и внутреннего момента.32. The device according to claim 20, in which at least one parameter of: internal force and internal moment is used as an input force.
33. Устройство по п.20, в котором в качестве входной силы используется момент вращения сустава.33. The device according to claim 20, in which the moment of rotation of the joint is used as the input force.
34. Машиночитаемый носитель, содержащий34. A computer readable medium comprising
программные команды для получения кинематических данных для сустава,software commands for obtaining kinematic data for the joint,
программные команды для получения входной силы для сустава,program commands for obtaining input power for the joint,
программные команды для вычисления модифицированного ускорения с использованием по меньшей мере кинематических данных,program instructions for calculating modified acceleration using at least kinematic data,
программные команды для выполнения анализа обратной динамики с целью получения оцененной нагрузки на сустав, причем в анализе обратной динамики используется по меньшей мере модифицированное ускорение и входная сила, иprogram instructions for performing reverse dynamics analysis to obtain an estimated joint load, wherein at least modified acceleration and input force are used in the reverse dynamics analysis, and
программные команды для выполнения анализа прямой динамики над оцененной нагрузкой на сустав для определения моделированных кинематических данных для сустава.program commands for performing direct dynamics analysis on the estimated joint load to determine the simulated kinematic data for the joint.
35. Машиночитаемый носитель по п.34, содержащий35. Machine-readable medium according to clause 34, containing
программные команды для вычисления значения ошибки, представляющего разность между моделированными кинематическими данными и кинематическими данными, иprogram instructions for calculating an error value representing the difference between the simulated kinematic data and the kinematic data, and
программные команды для применения коэффициента обратной связи к значению ошибки.program commands for applying the feedback coefficient to the error value.