Takagi-Sugeno fuzzy model for knee joint angle control of paraplegic patients

Takagi-Sugeno fuzzy model for knee joint angle control of paraplegic patients

Authors

  • Dayanne Nayara Telles de Proença Diogo Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina (DEEL-UEL);
  • Luiz Henrique Ravagnani Bueno Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina (DEEL-UEL);
  • Márcio Roberto Covacic
  • Ruberlei Gaino

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2012v33n2p215

Keywords:

Functional electrical stimulation, Takagi-Sugeno fuzzy models, LMI, Nonlinear system, Control of the leg’s position of paraplegic patient,

Abstract

In this paper, a feedback control has been developed, using functional electrical stimulation in order to control the movement of the leg of a paraplegic patient. The control design uses Takagi-Sugeno fuzzy models, which solves classes of nonlinear systems. The problem is described by linear matrix inequalities (LMI), reaching the specifications of stability according to Lyapunov theorem, decay rate and restriction on the input signal. The control system was designed to vary the knee joint angle from 0º to 45º by electrical stimulation of the quadriceps muscle. The feedback signal is related to the knee joint angle (?v), stabilizing it at 45º.

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Author Biographies

Dayanne Nayara Telles de Proença Diogo, Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina (DEEL-UEL);

Dayanne Nayara Telles de Proença Diogo nasceu em Apucarana, Brasil, em 1991. Ela iniciou o curso de Engenharia Elétrica na Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, Brasil, em 2009. Atualmente ela é estudante do 4º ano.

Luiz Henrique Ravagnani Bueno, Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina (DEEL-UEL);

Luiz H. R. Bueno nasceu em Londrina, Brasil, em 1991. Ele iniciou o curso de Engenharia Elétrica na Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, Brasil, em 2009. Atualmente ele é estudante do 4º ano.

Márcio Roberto Covacic

Márcio R. Covacic nasceu em Tupaciguara, Brasil, em 1976. Ele graduou-se em Engenharia Elétrica na Universidade Estadual Paulista (FEIS-UNESP), Ilha Solteira, Brasil, em 1998, recebeu o título de Mestre em Engenharia Elétrica na FEIS-UNESP, em 2002, e o título de Doutor em Engenharia Elétrica na FEIS-UNESP, em 2006.

Desde 2006, ele atua como professor do Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Brasil. Suas áreas de atuação incluem teoria de controle e aplicações, projetos baseados em desigualdades matriciais lineares (LMIs), controle com estrutura variável e sistemas fuzzy.

Ruberlei Gaino

Ruberlei Gaino  nasceu em Jundiaí, Brasil, em 1970. Ele graduou-se em Engenharia Elétrica  na Universidade Estadual Paulista (FEIS-UNESP), Ilha Solteira, Brasil, em 1970, recebeu o título de Mestre em Engenharia Elétrica na FEIS-UNESP, em 2000, e o título de Doutor em Engenharia Elétrica na FEIS-UNESP, em 2009.

Desde 2000, atua como professor do Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Brasil. Suas áreas de atuação incluem teoria de controle e engenharia de reabilitação, modelos fuzzy Takagi-Sugeno e desigualdades matriciais lineares (LMIs), uso de FES (Functional Electrical Stimulation) para reabilitação de paraplégicos e controle de cadeira de rodas por sopro e sucção para tetraplégicos.

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Published

2012-11-30

How to Cite

Diogo, D. N. T. de P., Bueno, L. H. R., Covacic, M. R., & Gaino, R. (2012). Takagi-Sugeno fuzzy model for knee joint angle control of paraplegic patients. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 33(2), 215–228. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2012v33n2p215

Issue

Vol. 33 No. 2 (2012)

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