Stability of Human Balance During Quiet Stance With Physiological and Exoskeleton Time Delays
Notice bibliographique
Résumé
Human balance with exoskeleton assistance is studied using an inverted pendulum model, considering time delays in the muscle reflexes and the exoskeleton controller. The model includes two motors at the ankle joint whose maximum torques depend on the joint angle and angular velocity, reflecting the combined moment-generating capacity of all plantarflexor and dorsiflexor muscles. These “muscle-like” motors obey a proportional–derivative (PD) reflex control law where the angle and angular velocity of the ankle joint are subject to feedback delays. The stability of this system is analyzed using Galerkin projection to convert the governing neutral delay differential equation into a system of first-order ordinary differential equations (ODEs) and computing the eigenvalues of the ODE system. The stability analysis is then repeated with exoskeleton torques included at the ankle joint. The exoskeleton torques are assumed to obey a PD control law as well but with a unique state feedback delay. Stability charts reveal that the area of the stability region always increases as the exoskeleton delay decreases, but the area may decrease as the physiological delay decreases. The presented analytical framework enables investigation of the effect of control gains and time delays on the stability of a combined human–exoskeleton system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».