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第1期机械设计与制造

2024年1月MachineryDesignManufacture195

智能跑步机跟随速度自适应控制方法研究

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王伟伟，张高阳，张永刚，陈鹏

（1.重庆移通学院，重庆401520；2.西安交通工程学院，陕西西安710300；

3.大连大学，辽宁大连116622）

摘要：当前跑步机都是外部速度跟随机器完成控制，在变速过程中智能化程度较低，导致变频调速精度和稳定性控制过

程很被动，影响了整体的智能化效果。为此，提出智能跑步机跟随速度自适应控制方法。通过设备完成人体静止及运动

状态实时数据采集，利用卡尔曼滤波算法结合采集的数据，实现用户加速度预测，根据预测结合用户在跑步机上的受力

情况，带入跑步机速度控制器，实现其跟随速度的自适应控制。实验结果表明：所提方法在接近0.2s时达到理想速度，变

频调速精度高于95%，证明该方法的稳定性好、响应速度快且调节精度高，整体控制效果好，更能满足用户对于智能跑步

机的自适应变速要求。

关键词：智能跑步机；跟随速度；自适应控制；数据采集；卡尔曼滤波算法

中图分类号：TH16；TP391.4文献标识码：A文章编号：1001-3997（2024）01-0195-05

ResearchonAdaptiveControlMethodofIntelligentTreadmillFollowingSpeed

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WANGWei-wei，ZHANGGao-yang，ZHANGYong-gang，CHENPeng

（1.ChongqingCollegeofMobileCommunication，Chongqing401520，China；2.Xi’anTrafficEngineeringInstitute，

ShaanxiXi’an710300，China；3.DalianUniversity，LiaoningDalian116622，China）

Abstract：Atpresent，treadmillsarecontrolledbytheexternalspeedfollowingmachines，resultinginalowdegreeofintelligence

duringthespeedchangeprocess，resultinginapassivecontrolprocessforfrequencyconversionspeedregulationaccuracyandsta⁃

bility，affectingtheoverallintelligenteffect.Therefore，anadaptivecontrolmethodforthefollowingspeedofintelligenttreadmill

isproposed.Therealtimedatacollectionofhumanbodystaticandmotionstateiscompletedthroughthedevice.Thekalmanfil⁃

teringalgorithmisusedtocombinethecollecteddatatoachieveuseraccelerationprediction.Accordingtotheprediction，com⁃

binedwiththeuser’sstressonthetreadmill，itisbroughtintothetreadmillspeedco