Fonksiyonel elektriksel stimülasyon sistemleri için kesir dereceli denetleyicilerin tasarımı
Design of fractional-order controllers for functional electrical stimulation systems
- Tez No: 1019767
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ŞİNASİ AYAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fonksiyonel Elektriksel Stimülasyon (FES), nörolojik bozukluklar nedeniyle zayıflayan veya kaybedilen motor işlevlerin yeniden kazandırılması ya da desteklenmesi amacıyla sinir ve kas dokularına kontrollü elektriksel uyarım uygulanmasına dayanan bir rehabilitasyon yaklaşımıdır. Bununla birlikte sistemin doğrusal olmayan dinamikleri, ölçüm gürültüsü, sensör gecikmesi, dış bozucular ve parametre değişimleri, yüksek performanslı kapalı çevrim denetimin gerçekleştirilmesini güçleştirmektedir. Bu tez çalışmasında, FES sisteminin denetimi için farklı denetleyici yapıları tasarlanmış ve karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Sistem modeli Hill tipi kas modeli temel alınarak oluşturulmuş, denetleyici parametreleri ise RIME optimizasyon algoritması kullanılarak belirlenmiştir. Optimizasyon sürecinde, hata temelli performans ölçütlerine ek olarak aşım, yükselme, yerleşme ve tepe zamanı karakteristiklerini içeren çok ölçütlü bir amaç fonksiyonu benimsenmiştir. Önerilen denetleyiciler; nominal koşullar, ölçüm gürültüsü, dış bozucu etki, referans değişimi ve parametre değişimi senaryoları altında test edilmiştir. Elde edilen bulgular, tasarlanan TIDDF denetleyicisinin çoğu senaryoda daha düşük izleme hatası, daha kısa yerleşme zamanı ve daha dengeli bir frekans yanıtı sağladığını; dolayısıyla literatürdeki çeşitli denetleyici yaklaşımlarına kıyasla güçlü bir alternatif oluşturduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Functional Electrical Stimulation (FES) is a rehabilitation approach based on the application of controlled electrical stimulation to nerve and muscle tissues in order to restore or support motor functions that have been weakened or lost due to neurological disorders. However, the nonlinear dynamics of the system, measurement noise, sensor delay, external disturbances, and parameter variations make the realization of high-performance closed-loop control challenging. In this thesis, different controller structures were designed and comparatively evaluated for the control of the FES system. The system model was developed based on a Hill-type muscle model, and the controller parameters were determined using the RIME optimization algorithm. During the optimization process, a multi-criteria objective function incorporating transient response characteristics such as overshoot, rise time, settling time, and peak time was adopted in addition to error-based performance criteria. The proposed controllers were tested under nominal conditions, measurement noise, external disturbance, reference variation, and parameter variation scenarios. The obtained findings show that the designed TIDDF controller provides lower tracking error, shorter settling time, and a more balanced frequency response in most scenarios; therefore, it constitutes a strong alternative to various controller approaches reported in the literature.
Benzer Tezler
- Design and simulation of a microfluidic biochip for optic detection with derivatized microbeads and the biochemistry of learning
Türevlendirilmiş mikro küreler ile optik biyosensörü ve öğrenme biyokimyası için mikroakışkan biyoçipin tasarımı ve sımülasyonu
TUĞÇE TÜYSÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DOÇ. DR. YILDIZ ULUDAĞ
- Novel cochlear electrode array development using microfabrication techniques
Mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak yenilikçi koklear elektrot dizini geliştirilmesi
GÜLÇİN ŞEFİYE AŞKIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER
- Elektronik tekstil tabanlı romatoid artrit rehabilitasyon eldiveni geliştirilmesi
Development of a e-textile rheumotoid arthritis glove for rehabilitation
NEŞE TOPCUOĞLU GÜRAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖZDE GÖNCÜ BERK
- Darbeli elektromanyetik alanlar ile osteojenik indüksiyon (teorik, deneysel ve klinik çalışma)
Başlık çevirisi yok
ARSLAN BORA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1982
Ortopedi ve TravmatolojiEge ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERİH EROĞLU