Nonparametric Modelling Based Model Predictive Control for Human Heart Rate Regulation during Treadmill Exercise

非参数统计 单调的工作 模型预测控制 计算机科学 控制(管理) 人工智能 医学 内科学 计量经济学 数学
作者
Li Wang,Yue Yang,Steven W. Su
标识
DOI:10.1109/embc46164.2021.9629548
摘要

This paper applies a kernel-based nonparametric modelling method to estimate the heart rate response during treadmill exercise and proposes a model predictive control (MPC) method to perform heart rate control for an automated treadmill system. This kernel-based method introduces a kernel regularisation term, which brings prior information to the model estimation phase. By adding this prior information, the experimental protocol can be significantly simplified and only a small amount of model training experiments are needed. The model parameters were experimentally estimated from 12 participants for the treadmill exercise with a short and practical exercise protocol. The modelling results show that the model identified using the proposed method can accurately describe the heart rate response to the treadmill exercise. Based on the identified model, an MPC controller is designed to track a predefined reference heart rate profile. An advantage is the speed and acceleration of the treadmill can be limited to within a safe range for vulnerable exercisers. The proposed controller was experimentally validated in a self-developed automated treadmill system. The tracking results indicate that the desired automatic treadmill system can regulate the participants' heart rate to follow the reference profile efficiently and safely.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
带你那完成签到,获得积分10
1秒前
玉米完成签到,获得积分10
1秒前
爱静静应助G蛋白偶联采纳,获得10
2秒前
罗小罗发布了新的文献求助10
2秒前
jcxl完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
传奇3应助奋斗蚂蚁采纳,获得10
2秒前
hhhh发布了新的文献求助10
2秒前
紫米完成签到,获得积分10
3秒前
华仔应助欢欢欢乐乐乐乐采纳,获得10
3秒前
xiao发布了新的文献求助10
3秒前
小草三心完成签到 ,获得积分10
4秒前
优雅灵波完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
跳跃的安阳完成签到,获得积分10
5秒前
hcl1210完成签到,获得积分10
5秒前
3123939715完成签到,获得积分10
6秒前
xococ完成签到,获得积分10
6秒前
小背包完成签到 ,获得积分10
6秒前
杨小绿zbsl完成签到,获得积分10
6秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
6秒前
胡子木应助xiiin采纳,获得20
7秒前
听雨发布了新的文献求助10
7秒前
深情安青应助womodou采纳,获得10
7秒前
8秒前
高贵的小天鹅完成签到,获得积分10
8秒前
杨小绿zbsl发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
清脆大门完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
鞋子完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
kokoka完成签到 ,获得积分10
12秒前
FashionBoy应助就离谱采纳,获得10
12秒前
东尹完成签到,获得积分10
12秒前
烟柳画桥完成签到,获得积分10
12秒前
窝窝发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Cognitive Paradigms in Knowledge Organisation 2000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Introduction to Spectroscopic Ellipsometry of Thin Film Materials Instrumentation, Data Analysis, and Applications 1200
How Maoism Was Made: Reconstructing China, 1949-1965 800
Medical technology industry in China 600
Shining Light on the Dark Side of Personality 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3311457
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2944239
关于积分的说明 8518079
捐赠科研通 2619580
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1432472
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 664671
邀请新用户注册赠送积分活动 649869