Structure Preserving Optimal Control of a Three-Dimensional Upright Gait
Structure Preserving Optimal Control of a Three-Dimensional Upright Gait
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三维直立步态的结构保持最优控制
DOI：
10.1007/978-3-319-30614-8_6
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发表时间：
2016
影响因子：
2.5
通讯作者：
S. Leyendecker
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Koch;S. Leyendecker
人体运动的最佳控制需要模拟技术，它处理脚与地面之间接触的建立和释放。在这项工作中，我们的目标是最佳地控制人体直立步态使用的结构保持变分积分器，从而选择不同的生理动机的成本函数，并分析所获得的结果与人类的步态。因此，所实现的三维刚性多体系统使我们能够建模前脚以及脚跟接触。脚和地面之间的接触被建模为理想的塑性冲击，并且接触力的方向防止地面的穿透。为了保证结构的保持和几何的正确性，与依赖于通过罚势对接触问题的光滑近似相反，解决了非光滑问题，包括接触配置、时间和力。所应用的机械积分器基于拉格朗日-达朗贝尔原理的离散约束版本，其产生辛动量保持方法（参见Leyendecker等人，Optim Control Appl Methods 31：505-528，2009，[31]，以了解详细信息）。
The optimal control of human locomotion requires simulation techniques, which handle the contact’s establishing and releasing between foot and ground. In this work, our aim is to optimally control the human upright gait using a structure preserving variational integrator, whereby different physiologically motivated cost functions are chosen and the obtained results are analysed with regard to the gait of humans. Thereby, the implemented three-dimensional rigid multibody system enables us to model forefoot as well as heel contact. The contacts between feet and ground are modelled as perfectly plastic impact and the orientation of the contact forces prevent penetration of the ground. To guarantee the structure preservation and the geometrical correctness, the non-smooth problem is solved including the contact configuration, time and force, in contrast to relying on a smooth approximation of the contact problem via a penalty potential. The applied mechanical integrator is based on a discrete constrained version of Lagrange-d’Alembert principle, which yields a symplectic momentum preserving method (see Leyendecker et al., Optim Control Appl Methods 31:505–528, 2009, [31] for details).
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影响因子：
1.8
作者：
S. Leyendecker;S. Ober-Blöbaum;J. Marsden;Magdalena Ortiz
通讯作者：
S. Leyendecker;S. Ober-Blöbaum;J. Marsden;Magdalena Ortiz
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DOI：
10.1523/jneurosci.15-09-06271.1995
发表时间：
1995
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Soechting,JF;Buneo,CA;Herrmann,U;Flanders,M
通讯作者：
Flanders,M
人体手臂运动的生物力学最优控制
DOI：
10.1177/1464419313488363
发表时间：
2013
期刊：
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics
影响因子：
--
作者：
R. Maas;S. Leyendecker
通讯作者：
S. Leyendecker
DOI：
10.2478/meceng-2013-0008
发表时间：
2013
期刊：
PAMM
影响因子：
--
作者：
M. Koch;S. Leyendecker
通讯作者：
S. Leyendecker
影响因子：
2.4
作者：
PANDY, MG;ZAJAC, FE;LEVINE, WS
通讯作者：
LEVINE, WS