دانلود پروژه رشته برق - بررسی سیگنالهای الکترو مایوگرافی در حرکت دست با فرمت ورد

اختصاصی از زد فایل دانلود پروژه رشته برق - بررسی سیگنالهای الکترو مایوگرافی در حرکت دست با فرمت ورد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

چکیده

مقدمه ...................................................................................................................... 1

فصل اول : ‌آشنایی با الکترومایوگرافی

1-1 مقدمه .............................................................................................................. 3

2-1 الکترومایوگرافی چیست ؟................................................................................ 3

3-1 منشأ سیگنال EMG کجاست ؟....................................................................... 7

1-3-1 واحد حرکتی ............................................................................................... 7

4-1 آناتومی عضله.................................................................................................. 8

1-4-1 رشته عضلانی واحد.................................................................................... 8

2-4-1 ساختار سلول ماهیچه ................................................................................ 8

5-1 انقباض عضلانی .............................................................................................. 9

6-1 تحریک‌پذیری غشاء عضله ............................................................................ 11

7-1 تولید سیگنال EMG...................................................................................... 12

1-7-1 پتانسیل عمل ............................................................................................. 12

8-1 ترکیب سیگنال EMG.................................................................................... 14

1-8-1 انطباق واحدهای حرکتی ........................................................................... 14

9-1 فعال سازی عضله ........................................................................................ 15

10-1 طبیعت سیگنال MMG................................................................................ 16

11-1 فاکتورهای موثر بر سیگنال EMG............................................................. 18

فصل دوم :انواع سیگنال‌های الکترومایوگرافی و روشهای طراحی

1-2 انواع EMG .................................................................................................. 21

2-2 الکترومایوگرافی سطحی : ردیابی و ثبت ...................................................... 22

1-2-2 ارتباطات کلی ............................................................................................ 22

2-2-2 مشخصه‌های سیگنال EMG.................................................................... 23

3-2 مشخصه‌های نویز الکتریکی ......................................................................... 24

1-3-2 نویزمحدود شده ....................................................................................... 24

2-3-2 آرتی فکت‌های حرکتی .............................................................................. 24

3-2-2 ناپایداری ذاتی سیگنال ............................................................................. 25

3-2 بیشینه سیگنال EMG.................................................................................... 25

4-2 طراحی الکترود و ‌آمپلی فایر ........................................................................ 26

5-2 تقویت تفاضلی ............................................................................................... 26

6-2 امپدانس داخلی .............................................................................................. 28

7-2 طراحی الکترودفعال ...................................................................................... 29

8-2 فیلترینگ ........................................................................................................ 29

9-2 استقرار الکترود ............................................................................................ 30

10-2 روش مرجح مصرف .................................................................................. 30...........

11-2 هندسه الکترود............................................................................................. 30

1-11-2 نسبت سیگنال به نویز ............................................................................ 31

2-11-2 پهنای باند................................................................................................ 32

3-11-2 سایر ماهیچه نمونه ................................................................................ 32

4-11-2 قابلیت cross talk.................................................................................. 33

12-2 بار موازی الکترود ..................................................................................... 33

13-2 قرار دادن الکترود EMG........................................................................... 34

1-13-2 تعیین مکان و جهت‌یابی الکترود ............................................................. 34

2-13-2 نه روی نقطه محرک .............................................................................. 35

3-13-2 نه روی نقطه محرک .............................................................................. 36

4-13-2 نه در لبه‌ی بیرونی ماهیچه .................................................................... 37...........

14-2 موقعیت الکترود نسبت به فیبرهای ماهیچه ................................................ 37

15-2 قرار دادن الکترود مقایسه .......................................................................... 38

16-2 پردازش سیگنال EMG.............................................................................. 39

17-2 کاربردهای سیگنالEMG........................................................................... 40

18-2 الکترومایوگرافی سوزنی............................................................................. 41

19-2 مزایا و معایب الکترودهای سطحی و سوزنی ............................................ 43

1-19-2 مزیت‌های الکترود سطحی ...................................................................... 43

2-19-2 معایب الکترودهای سطحی ..................................................................... 43

3-19-2مزایای الکترودهای سوزنی .................................................................... 43...........

4-19-2 معایب الکترودهای سوزنی .................................................................... 44

20-2 تفاوت موجود بین الکترودهای سطحی وسوزنی ....................................... 45

21-2 انواع طراحی ............................................................................................... 45

فصل سوم :مفاهیم اساسی در بدست آوردن سیگنال EMG

1-3 مقدمه ............................................................................................................ 48...........

2-3 معرفی ........................................................................................................... 48...........

1-2-3 نمونه‌برداری دیجیتال چیست ؟................................................................. 48...........

2-2-3 فرکانس نمونه‌برداری .............................................................................. 49...........

3-2-3 فرکانس نمونه‌برداری چقدر باید بالا باشد ؟............................................ 49...........

4-2-3 زیر نمونه‌برداری – وقتی که فرکانس نمونه‌برداری خیلی پائین باشد .... 52...........

5-2-3 فرکانس نایکوئیست .................................................................................. 53...........

6-2-3 تبصره‌ی کاربردی DELSYS................................................................. 54...........

3-3 سینوس‌ها و تبدیل فوریه .............................................................................. 54...........          

1-3-3 تجزیه سیگنال‌ها به سینوس‌ها ................................................................. 55

2-3-3 دامنه فرکانس ........................................................................................... 57...........

3-3-3 مستعارسازی – چطور از آن دوری کنیم ؟............................................. 59...........

4-3-3 فیلترپارمستعاد ......................................................................................... 61

5-3-3نکته کاربردی DELSYS.......................................................................... 63

4-3 فیلترها ........................................................................................................... 64

1-4-3 انواع فیلترهای ایده‌ آل .............................................................................. 65

2-4-3 پاسخ فاز ایده‌آل ....................................................................................... 67

3-4-3 فیلتر کاربردی .......................................................................................... 68

4-4-3پاسخ فاز غیر خطی ................................................................................... 71

5-4-3 اندازه‌گیری ولتاژ - دامنه ، توان ودسی بل ............................................. 72

6-4-3 فرکانس 3 Db.......................................................................................... 74

7-4-3 مرتبه فیلتر ................................................................................................ 75

8-4-3 انواع فیلتر ................................................................................................. 76

9-4-3 فیلترهایdigital - Analog Vs ............................................................. 80

10-4-3 نکته کاربردی Delsys........................................................................... 84

5-3 رسیدگی به مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال ...................................................... 85

1-5-3 کوانتایی سازی ......................................................................................... 85

2-5-3 رنج دینامیکی ............................................................................................ 87

3-5-3 کوانتایی سازی سیگنال EMG................................................................. 90

4-5-3 مشخص ک ردن ویژگی‌های ADC.......................................................... 92

5-5-3 نکته کاربردی Delsys.............................................................................. 95

6-3 نتیجه‌گیری .................................................................................................... 95

فصل 4: بکارگیری مناسبت نیرویgrip مبنی بر سیگنال EMG

1-4 مقدمه ............................................................................................................ 98

2-4دید کلی پایه‌ای یک سیستم ............................................................................. 98

3-4 منطقی برای تولید نیروی گریپ .................................................................... 99

4-4 دستاورد ..................................................................................................... 102

5-4 نتیجه ........................................................................................................... 103

فصل پنجم : طبقه‌بندی سیگنال EMG برای شناسایی سیگنال دست

• مقدمه .......................................................................................................... 105

2-5 سیگنال‌های EMG و سیستم اندازه‌گیری .................................................. 107

3-5 طرح ویژگی‌ خود سازمان دهی .................................................................. 107

4-5 روش طبقه بندی سیگنال EMG پیشنهادی ............................................... 109

5-5 نتیجه‌گیری .................................................................................................. 117

فصل 6: ارتباط بین نیروی ماهیچه‌ای ایزومتریک و سیگنال EMG به
عنوان هندسه بازو

• مقدمه .......................................................................................................... 119
• نتایج ............................................................................................................ 121

3-6 بحث ............................................................................................................ 123

1-3-6 ارتباط EMG- Force............................................................................ 127

2-3-6 رابط نیروی MF..................................................................................... 129

3-3-6 رابطه‌ی درصد نیروی DET.................................................................. 131

4-3-6 نتایج ....................................................................................................... 131

4-6 روش تجربی ............................................................................................... 132

1-4-6 اشخاص ................................................................................................. 132

2-4-6 مجموعه تجربی ...................................................................................... 132

3-4-6 مدارک EMG و نیرو............................................................................. 133

4-4-6 تحلیل‌های EMG غیر خطی ................................................................... 135

5-4-6 تحلیل‌های ‌آماری و پارامترها ................................................................ 136

5-6 نتیجه‌گیری .................................................................................................. 136

فصل 7: طبقه‌بندی سیگنال EMG برای کنترل دست مصنوعی

1-7 مقدمه .......................................................................................................... 138

2-7 روش‌ها ....................................................................................................... 140

3-7 آزمایش و نتایج........................................................................................... 141

1-3-7 نتیجه‌گیری ............................................................................................. 142

فصل 8 : یک استخوان‌بندی کنترل شده توسط EMG برای نوسازی دست

1-8 مقدمه .......................................................................................................... 144

2-8 سیستم اصلاح دست ................................................................................... 148

1-2-8 استخوان‌بندی خارجی ............................................................................ 148

2-2-8 الکترونیک و نرم افزار ........................................................................... 149

3-8 پردازش EMG........................................................................................... 151

4-8 تستهای اولیه دستگاه ................................................................................. 153

1-4-8 نتیجه‌گیری ............................................................................................. 155

2-4-8 کارهای آینده ......................................................................................... 156...........

فصل نهم : یک مدار ‌آنالوگ جدید بر ای کنترل دست مصنوعی

1-9 مقدمه .......................................................................................................... 158

2-9 چکید‌ه‌ای از سیستم .................................................................................... 160

3-9 پیاده‌سازی مدار ......................................................................................... 163

4-9 نتایج شبیه سازی ....................................................................................... 166

5-9 نتیجه‌گیری .................................................................................................. 168

نتیجه‌گیری کلی ................................................................................................... 169

فهرست تصاویر

فصل 1

شکل 1 : نمونه‌ای از سیگنالEMG ........................................................................ 7

شکل 2: واحد حرکتی .............................................................................................. 8

شکل 3: مدل آناتومی عضله ................................................................................... 9

شکل 4: اکتین و میوزین و باندهای مربوط به آن ................................................ 11

شکل 5: پروسه انقباض عضله ............................................................................. 12

شکل 6: شماتیک تصویری سیکل دپلاریزاسیون / پلاریزاسیون درون
غشاهای تحریک شونده ........................................................................................ 13

شکل 7: نمودار پتانسیل عمل ................................................................................ 13

شکل 8: ناحیه‌ی دپلاریزاسیون در غشاء فیبرعضلانی ......................................... 14

شکل 9: پتانسیل عمل واحدهای حرکتی متعدد ..................................................... 14

شکل 10: بکارگیری و فرکانس شروع واحدهای حرکتی نیرو.............................. 15

شکل 11: ثبت سیگنال خام سه انقباض برای عضله سه سر ............................... 16

شکل 12: سیگنال خام EMG با تداخل سنگین ECG........................................... 19

فصل 2

شکل 1 :طیف فرکانسی سیگنال EMG آشکار شده جلوی ماهیچه ..................... 23

شکل 2: طرح‌های شکل تقویت کننده تفاضلی ........................................................ 28

شکل 3: ارائه طرح کلی بارو ترکیبات مدور بر الکترود ........................................ 34

شکل 4: مکان مرجع الکترود بین تاندون و بخش حرکتی .................................... 35

فصل3

شکل 1: سیگنال آنالوگ کشف شده توسط الکترود DE2.1........................................................................... 49

شکل 2: A) نمونه‌برداری از سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز .................... 51

B) بازآفرینی سینوس نمونه‌برداری شده در 10 هرتز ........................................ 51

شکل 3: A) نمونه‌برداری یک سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز ..................... 52

B) بازآفرینی سینوس نمونه برداریشده در 2 هرتز ............................................ 52

شکل 4: A) نمونه‌برداری یک سینوس ................................................................. 53

شکل 5: تجزیه‌ی فوریه‌ی یک پتانسیل عمل واحد حرکتی نمونه‌برداری شده ...... 56

شکل 6 : هیستوگرام دامنه 10 سینوس شکل 5 ................................................... 58

شکل7: طیف موج فرکانسی سیگنال نمونه در شکل 6........................................... 60

شکل 8 : مستعار سازی نویز 13 ......................................................................... 61

شکل 9 : پاد مستعارسازی ................................................................................... 62

شکل 10: انواع فیلترها .......................................................................................... 66

شکل 11: طرح فاز یک فیلترایده آل ....................................................................... 68

شکل 12: خصوصیات فیلترهای کاربردی ............................................................ 72

جدول 1: فاکتورهای تضعیف وگین نمونه ............................................................ 74

شکل 13: فیلتر پائین گذر مرتبه اول و دوم .......................................................... 76

شکل 14: اندازه ومقایسه انواع فیلترهای بالاگذر ................................................. 79

شکل 15: فیلتر پائین گذر تک قطبی ....................................................................... 82

شکل 16: نمونه‌برداری و فیلتر دیجیتالی سیگنال آنالوگ....................................... 83

شکل 17: مراحل کوانتایی سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال ................................... 86

شکل 18: تحلیل رنج A/D .................................................................................... 89

فصل 4

شکل 1: بلوک دیاگرام دستگاه .............................................................................. 99

شکل 2: سطوح و شماتیک‌ها ............................................................................... 100

شکل 3: نیروهای گریپ ...................................................................................... 102

فصل 5

شکل 1: بلوک دیاگرام سیستم اندازه‌گیری سیگنال EMG................................. 110

شکل 2 : موقعیت الکترودها................................................................................ 110

شکل 3: بلوک دیاگرام روش‌ های پیشنهادی ..................................................... 111

شکل 4: سیگنال‌های دست برای کاراکترهای کره‌ ای ........................................ 112

شکل 5: نرون‌های خروجی ................................................................................ 113

شکل 6: بلوک دیاگرام ترتیب آزمایشگاهی ......................................................... 114

شکل 7: عکس وضعیت آزمایش ......................................................................... 114

شکل 8: سیگنال EMG اندازه‌گیری شده و سیگنال داخلی قابل استفاده ........... 115

شکل 9: نرون‌های خروجی sofm1 بعد از مرتب کردن ..................................... 115

جدول 1: نرون‌های خروجی بعد از یادگیری ..................................................... 116

جدول 2: نتایج ‌آزمایش ...................................................................................... 116

فصل 6

شکل 1 : مقادیر میانگین نیروهای ارادی ماکزیمم در ANT و POST............. 123

شکل 2 : رابطه‌ی نیروی EMG.......................................................................... 124

شکل 3: رابطه‌ی نیروی MF............................................................................... 125

شکل 4: رابطه‌ی درصد نیروی DET................................................................. 126

شکل 5: دیاگرام‌های ارتباط بین فرکانس متوسط و DET................................. 127

فصل 8

شکل 1: طرح هندسی سیستم توانبخشی دست ................................................... 146

شکل 2: نمای سیستم توانبخشی دست ............................................................... 147

شکل 3: نمای جانبی استخوان‌بندی بیرونی ........................................................ 148

شکل 4: دست‌مجازی وواسط درمان ................................................................. 150

شکل 5: محل قرارگیری الکترود سطحی ............................................................ 151

شکل 6: سیگنال EMG یکسو شده .................................................................... 152

فصل 9

شکل 1: بلوک دیاگرام سیستم پیشنهادی ........................................................... 160

شکل 2: دیاگرام حالت کنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG............. 161

جدول 1: حالات دست وسیگنال‌های مربوطه ..................................................... 161

شکل 3: بلوک دیاگرام پردازش سیگنال ............................................................. 162

شکل 4: بلوک دیاگرام تحلیل‌ گر EMG.............................................................. 163

شکل 5: شماتیک مدار پردازش سیگنال ............................................................. 164

جدول 2: اندازه‌ی تراتریستورها ........................................................................ 165

شکل 6: سیگنال‌های داخلی شبیه‌سازی شده‌ی تحلیل‌گر سیگنال EMG............ 166

شکل 7: مجموعه‌ی سیگنال‌های EMG وپاسخ خروجی ماشین حالت ............... 167

شکل 8: پاسخ‌های شبیه‌سازی شده برای تغییرات انگشتان مختلف   167