面向在軌操作的人體負(fù)荷能力評估與預(yù)測研究.pdf

1、加強(qiáng)在太空飛行任務(wù)過程中人體負(fù)荷能力的客觀化、定量化研究，能夠更好地推進(jìn)空間資源的探索與利用，以及加速空間技術(shù)發(fā)展。論文圍繞評估與預(yù)測兩個模型，開展在軌操作人體負(fù)荷能力的研究。
　　本文首先確定了基于肌電和肌力人體負(fù)荷能力評估的模型結(jié)構(gòu)。然后，在多特征理論指導(dǎo)下，提出了利用時域、頻域、雙頻域分析方法對表面肌電信號的非平穩(wěn)性與非線性屬性進(jìn)行理論解釋，求解了肌電信號的幅值、頻域和相位信息隨負(fù)荷能力的變化規(guī)律。通過對肌力的統(tǒng)計分析，完成

2、了對肌力物理量性質(zhì)的數(shù)學(xué)建模，探尋了人在不同操作工況下肌力不同屬性之間的相互關(guān)系，比較了人在不同操作工況下操作負(fù)荷能力的差異，分析了影響人體空間操作肌力變化的因素。在提取到肌電特征值的基礎(chǔ)上，設(shè)計了以均方根振幅、積分肌電、平均頻率、中值頻率、對角切片譜能量與軸向切片譜能量結(jié)果為特征指標(biāo)，并將特征指標(biāo)與支持向量機(jī)結(jié)合構(gòu)建操作動作分類模型，實(shí)現(xiàn)了較高精度的辨識率。通過仿真確定了時域、頻域及雙頻域特征值隨負(fù)荷增加的變化規(guī)律。其次，研究了在軌操

3、作人體負(fù)荷能力的預(yù)測問題?；贓lman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了預(yù)測模型。選取左、右上肢肱二頭肌表面肌電信號的平均頻率與中值頻率值，以及相應(yīng)的肌力作為 Elman動態(tài)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，構(gòu)建了包含輸入層—隱含層—連接層—輸出層的四層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對具有多變量、強(qiáng)耦合、非線性和時變性等特性的在軌操作人體負(fù)荷能力的預(yù)測問題提出了解決的途徑和方法。最后，開展了在軌操作人體負(fù)荷能力評估與預(yù)測的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)過程中測量與采集了人體操作時三維操作力與上肢四個通