Design, Development and Control of a Hopping Machine – an Exercise in Biomechatronics
Notice bibliographique
Résumé
Hopping is a complicated dynamic behaviour in the animal kingdom. Development of a hopping machine that can mimic the biomechanics of jumping in Homo sapiens is envisioned. In this context, the design, development and control of a cost‐effective, pneumatically actuated, one‐legged hopping machine were initiated at the University ofRegina in 2005. The pneumatic actuator has a simple design that employs an off‐the‐shelf on/off control valve which regulates the air pressure supplied to the hopper′s body using a pulse width modulated (PWM) signal. The objective is to maintain a constant jumping height in the hopper after going through a finite number of hopping cycles. The mechanistic model of the system was investigated in full detail. This model facilitates: (1) the design of the actuating system, and (2) the synthesis and verification of different control strategies in a simulation environment prior to implementation in the real world. The movement of the hopper is supported by a vertical slide; therefore, the hopper can only jump in place. However, the proposed control strategy and the propulsion unit can be further utilised for stable hopping in a 3‐D environment. A model‐free Neuro‐PD controller was then designed, trained and implemented on a real system. Simulation and experimentation showed promising results. This system can be used as an educational tool for teaching real‐time control of hybrid and non‐linear systems. It can be also used as a biomechatronics test bed to simulate the effect of different timings in firing action potentials in jump‐causing leg muscles on achieving a desired jumping height in the animal kingdom.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».