基于小波分析的人体平衡评测方法研究

发布时间：2017-05-01 13:02

  本文关键词：基于小波分析的人体平衡评测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：平衡能力是人体的重要功能，是身体素质中的一个常用检测指标，在人类生活中有非常重要的意义。对于老年人来说，平衡能力的检测更为重要，是预测老年人摔倒的一项重要参数。人体平衡能力的评价是一项基本的、正日益受到重视的综合机能评定项目。 目前，有关老年人体质的检测与评价的研究中，国外的研究已达到一定的深度，建立了较完善的体质检测方法和较科学的评价体系，但在被动平衡能力检测方面研究较少，更未见到简单、完善的检测方法和评价体系。在实验室已有的研究中，一方面只是在大量观察的基础上，将人体受扰后平衡恢复过程抽象为典型欠阻尼二阶系统模型结构，缺乏理论依据；另一方面是定量计算时利用极点法，由于采用的局部数据，信息量不完整，得到的调节时间波动范围较大，计算结果欠缺客观性；因此本文针对以上两方面不足做出了改进。 本文首先对人体平衡的机理和人体受扰平衡策略进行了分析，然后分别针对人体正向受扰和侧向受扰两种情况建立了完整平衡恢复数学模型,并采用局部线性化方法将该模型简化为二阶系统模型；平衡指标提取时利用小波分析方法，先识别得到该模型的阻尼系数及自然角频率，，然后计算出调节时间，并根据该时间长短作为评价平衡能力好坏的指标；与解析法相比，该方法削弱了局部数据信息中随机干扰对结果的影响，将模型拟合度提高了近20%，可实现人体平衡指标准确提取；通过对100名样本多方向激励下调节时间的计算，验证了该方法的可行性，并统计出正常人平衡调节时间的参考范围为2~20s。
【关键词】：人体平衡 倒立摆 PD控制器 小波分析 调节时间
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.01
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景及研究意义10
• 1.2 平衡定义及分类10-11
• 1.3 国内外技术发展及研究现状11-12
• 1.3.1 静态平衡研究11-12
• 1.3.2 动态平衡研究12
• 1.4 论文的结构安排12-14
• 第2章 基于倒立摆的人体平衡控制数学模型14-20
• 2.1 人体平衡生理机理14
• 2.2 人体受扰平衡策略14-15
• 2.3 平衡控制数学模型15-19
• 2.3.1 正面受扰模型15-17
• 2.3.2 侧面受扰模型17-19
• 2.4 小结19-20
• 第3章 基于小波分析的平衡指标计算方法20-27
• 3.1 小波分析基础20-24
• 3.1.1 一维连续小波变换21-22
• 3.1.2 调制信号小波系数推导方法22-23
• 3.1.3 小波基函数选取23-24
• 3.2 阻尼系数和自然角频率的计算24-25
• 3.3 平衡指标计算25-26
• 3.4 小结26-27
• 第4章 MATLAB 编程及数值仿真27-33
• 4.1 编程工具介绍27
• 4.2 小波分析中常用函数27-28
• 4.3 MATLAB 编程28-30
• 4.3.1 小波系数计算方法28-29
• 4.3.2 程序流程29-30
• 4.4 数值仿真验证30-33
• 第5章 实验研究33-39
• 5.1 实验装置33-34
• 5.2 数据采集34-35
• 5.3 调节时间定量计算35-36
• 5.4 实验结果36-37
• 5.5 分析与讨论37-39
• 第6章 总结和展望39-41
• 6.1 总结39
• 6.2 展望39-41
• 参考文献41-45
• 附录45-52
• 致谢52-53
• 攻读硕士学位期间发表论文情况53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李楠;周波;;信号处理中各种频率以及小波尺度的关系[J];电气电子教学学报;2008年06期

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10 徐亚兰,陈建军,胡太彬;系统模态参数辨识的小波变换方法[J];西安电子科技大学学报;2004年02期

  本文关键词：基于小波分析的人体平衡评测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：338927