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Control motor

Storyboard

Modela los principios físicos del control neuromuscular: la activación selectiva y secuencial de músculos, la retroalimentación propioceptiva y la minimización del error motor. Integra la física del sistema nervioso-músculo-articulación como un sistema de control en lazo cerrado, con perturbaciones externas y correcciones en tiempo real.

>Modelo

ID:('ky', 182)


Error motor

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$e(t)=\theta_{\mathrm{ref}}(t)-\theta(t)$

$\theta$
Ángulo articular ejecutado
$rad$
$\theta_{mathrm{ref}}$
Ángulo articular planificado
$rad$
$e$
Error motor
$rad$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1782)


Controlador PD

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$T_{\mathrm{corrector}}=K_p e(t-\tau_r)+K_d \dot e(t-\tau_r)$

$T_{mathrm{corrector}}$
Torque corrector neural
$N·m$
$K_p$
Ganancia proporcional
$N·m/rad$
$K_d$
Ganancia derivativa
$N·m·s/rad$
$e(t- au_r)$
Error motor retardado
$rad$
$dot e(t- au_r)$
Tasa de error retardada
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 1783)


Dinámica articular

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$J\frac{d\omega}{dt}=T_{\mathrm{muscular}}-T_{\mathrm{resistivo}}-T_{\mathrm{perturbacion}}$

$T_{mathrm{perturbación}}$
Torque de perturbación externa
$N·m$
$T_{mathrm{muscular}}$
Torque muscular aplicado
$N·m$
$T_{mathrm{resistivo}}$
Torque resistivo
$N·m$
$J$
Inercia articular
$m²kg$
$omega$
Velocidad angular articular
$rad/s$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1784)


Resistencia viscosa

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$T_{\mathrm{resistivo}}=b\omega(1+\mathrm{Coact})$

$mathrm{Coact}$
Índice de coactivación
$-$
$T_{mathrm{resistivo}}$
Torque resistivo
$N·m$
$b$
Amortiguamiento articular
$N·m·s/rad$
$omega$
Velocidad angular articular
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 1785)


Tiempo de reacción

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$t_{\mathrm{reaccion}}=t_{\mathrm{aferente}}+t_{\mathrm{procesamiento}}+t_{\mathrm{eferente}}$

$t_{mathrm{aferente}}$
Conducción aferente
$s$
$t_{mathrm{eferente}}$
Conducción eferente
$s$
$t_{mathrm{procesamiento}}$
Procesamiento central
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1786)


Coactivación

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$\mathrm{Coact}=\frac{EMG_{\mathrm{antagonista}}}{EMG_{\mathrm{agonista}}}$

$mathrm{Coact}$
Índice de coactivación
$-$
$EMG_{mathrm{agonista}}$
Señal EMG agonista normalizada
$-$
$EMG_{mathrm{antagonista}}$
Señal EMG antagonista normalizada
$-$



>Modelo

ID:('gm', 1787)


Referencia motora

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$\theta_{\mathrm{ref}}(t)=A_{\mathrm{ref}}\sin(2\pi f_{\mathrm{ref}}t)$

$f_{mathrm{ref}}$
Frecuencia de referencia
$Hz$
$A_{mathrm{ref}}$
Amplitud de referencia
$rad$
$\theta_{mathrm{ref}}$
Ángulo articular planificado
$rad$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1788)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$mathrm{Coact}$
Coact
Índice de coactivación
-
$EMG_{mathrm{agonista}}$
EMG_agonista
Señal EMG agonista normalizada
-
$EMG_{mathrm{antagonista}}$
EMG_antagonista
Señal EMG antagonista normalizada
-
$f_{mathrm{ref}}$
f_ref
Frecuencia de referencia
Hz
$T_{mathrm{corrector}}$
T_corrector
Torque corrector neural
N·m
$T_{mathrm{perturbación}}$
T_perturbacion
Torque de perturbación externa
N·m
$T_{mathrm{muscular}}$
T_muscular
Torque muscular aplicado
N·m
$T_{mathrm{resistivo}}$
T_resistivo
Torque resistivo
N·m
$K_p$
K_p
Ganancia proporcional
N·m/rad
$b$
b
Amortiguamiento articular
N·m·s/rad
$K_d$
K_d
Ganancia derivativa
N·m·s/rad
$J$
J
Inercia articular
m²kg
$A_{mathrm{ref}}$
A_ref
Amplitud de referencia
rad
$\theta$
theta
Ángulo articular ejecutado
rad
$\theta_{mathrm{ref}}$
theta_ref
Ángulo articular planificado
rad
$e$
e
Error motor
rad
$e(t- au_r)$
e_delay
Error motor retardado
rad
$dot e(t- au_r)$
de_delay
Tasa de error retardada
rad/s
$omega$
omega
Velocidad angular articular
rad/s
$t_{mathrm{aferente}}$
t_aferente
Conducción aferente
s
$t_{mathrm{eferente}}$
t_eferente
Conducción eferente
s
$t_{mathrm{procesamiento}}$
t_procesamiento
Procesamiento central
s
$t$
t
Tiempo
s

ID:(0, 182)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile