指针88，用于依照预设的规模设置系数k的值，也就是人工惯性力匕。
[0137]根据进行的锻炼程序，高阶控制器82处理低阶控制器81实时提供的信息，并计算电机装置70需要施加的瞬时扭矩。低阶控制器81产生一个对应于此瞬时扭矩的控制信号90，并传输此信号90至电流调节器77，信号例如以一个模拟控制电压的形式，电压介于0至10V之间。或者，也可以使用一个CAN数字接口。
[0138]控制程序使模拟许多不同的锻炼成为了可能。优选的，不考虑程序的细节，总是有训练者控制器械60，并且器械60反映训练者在抓杆69上施加的力。为此，优选的，器械60可以快速的反映训练者施加的力的方向变化，尽管摩擦力不可避免的存在于这样一个锻炼系统中。
[0139]为此，根据一个实施例，下面解释了高阶控制器82实施的一个摩擦补偿算法。
[0140]大块的方块63表示为me。Fc = (me.g)表示电机76必需在带64上施加的力，以在用户未支撑任何负载的情况下补偿方块63的重量。算法使用的参数Fa和Fb定义为，如果电机应用了(Fc+Fa)，方块63在向上的正向的移动极限，以及如果电机应用了(Fc_Fb)，方块63在向下的反向的移动极限。这些参数Fa和Fb可以通过反复测量获得。算法控制了在用户施加的力的方向改变的情况下，从力(Fc-Fb)向力(Fc+Fa)的改变。算法适用的规则，使用了方块63的线性速度V和一个系数kf，即:
[0141]FchO = Fc+kf.v (10)
[0142](Fc-Fb)<FchO< (Fc+Fa) (11)
[0143]其中FchO指出了电机76默认在带64上施加的力，也就是在指针87放在0级上时适用的值。换句话说，如果指针37放在3000N级上，用于一个锻炼程序，以交替的在两个方向施加此负载，并且方块63重60kg时，电机事实上会在一个向上的方向施加一个大约3600N的力，并在向下的方向施加一个大约2400N的力。
[0144]因此，系数kf越大，器械对用户施加的力的改变越发迅捷。在超过一定限度时，一个很强的反映将会导致速度测量的频域过滤，例如一阶低通类型。
[0145]根据被选择的程序，例如，当一个人造惯性力等比例于加速度和/或一个粘性力等比例于电机使用的速度，或当程序在同轴方向和在偏心方向提供不同的反映时，适用的计算出的力可以在方向的反转时遭受一个中断，这必然有害于器械使用时的舒适度。
[0146]根据一个实施例，高阶控制器82实施了一个算法，使避免这些中断成为了可能。为此，控制器82通过速度信号的通道借由迟滞比较器检测到一个方向的改变，迟滞比较器在图11中显示。
[0147]在开始的同轴阶段，如果速度ν> ε，控制器82触发从F2至F1的转变。此改变以一个改变的恒定速度在每个单元时间内发生，例如以大约200N/S的速度。
[0148]类似的，在同轴阶段向偏心阶段的转变中，当速度为负并且低于门限ν〈-ε时，控制器82触发从F1至F2的转变。此门限值ε以如此的方式选择以确保一个足够的稳定性，即当训练者觉得在他或她的移动中进行一个停止时，电机不以一个不合适的方式从F1切换至F2。
[0149]在图11中，应当注意根据值F1和F2之间的速度，力的变化曲线不被系统所影响，并且事实上依赖于用户的行为，即他或她如何随时间改变速度，既然系统随时间产生一个力的变化率。
[0150]此外，控制程序可以禁止电机进行超过两次的连续改变，如果两次改变间的运动件的位置不同未超过某一限定值，例如10cm的话。
[0151]在其它的实施例中，练习程序也可以包含一个弹力Fe，Fe由比例系数k3和方块63的位置z定义:
[0152]Fe= k 3X (z-zO) (12)
[0153]其中z0是一个参数化的基本高度，位置z由低阶控制器81所定义。
[0154]应当理解，许多的练习程序可以通过组合，选择附加的分量来进行，分量从以下组中选择，包括一个等比例于测量的加速度的人造惯性分量，一个等比例于测量的速度的粘性摩擦分量，一个等比例于测量的位置的弹性分量，以及一个预设的负载分量。根据一个实施例，人机接口允许用户独立的设置每个分量的参数，尤其是系数。
[0155]当锻炼程序为非对称时，尤其是它在同轴方向和偏心方向提供不同的反映，例如一个方块的向上方向的第一负载值fa= Fa，以及一个方块的向下方向的第二负载值i^h=FD〈FA，通过致动器施加的力可以在方向反转时经历一个中断。力的阶梯状使用展示了每单元时间内改变的速率是恒定的，以清除在力的方向反转时的中断，然而这显示了锻炼在高速进行时的缺点。实际上，力的阶梯状可以通过在负载值FD和的偏差以固定的时间传播。在高速时，用户可在时间间隔内进行方块的有效部分的移动，以便在理论上用于锻炼的负载只是适用于锻炼的一小部分，并且在运动和生理方面的锻炼程序的目标实际并未实现。
[0156]参考图12，它描述了另一种方法，用于计算在一个非对称锻炼程序中方向反转时的负载分量。在图12中，X轴代表方块63的位置，方块沿着z轴的向上方向，并且y轴代表在一个锻炼期间电子致动器施加的负载分量。
[0157]此方法的原理可解释为通过一个用户实现的周期的向上移动，并且在图12中显示。移动包含一个向上阶段，以指向轴z的正向的箭头表示，以及一个向下阶段，以指向轴Z的反向的箭头表示。点M(x轴z2_a2)和点P(x轴Z1-a^是分别被检测到的两个点，其中表示了移动方向被用户实施的两个改变。锻炼程序提供了一个负载分量i^h= FA，位于方块的向下方向。此负载分量可能与附加的其它分量(未显示)结合，如之前所述。
[0158]在向上至向下的反转中，从在方向反转被检测到(点M，X轴z2_a2)时方块的当前位置，一个转变末端位置在距离b2上被计算，即点N(x轴z 2-a2_b2)。随后，负载分量作为一个递减的单调函数被计算，例如线性的，计算出在点Μ和点Ν间的方块的位置，以从FA转变为Fd。
[0159]在向下至向上的反转中，从在方向反转被检测到(点P，X轴Zl+ai)时方块的当前位置，一个转变末端位置在距离h上被计算，即点Q(x轴z 一士+匕)。随后，负载分量作为一个递增的单调函数被计算，例如线性的，计算出在点P和点Q间的方块的位置，以从FA转变为Fd。
[0160]距离bJPb2例如为恒定的参数，可能相等，并存储于控制单元80的存储器中。优选的，距离匕和b 2位于20至100mm之间。在图12中，距离b b 2被放大了，以便辨认，但在实际中，距离匕和b 2可代表方块一个非常小比例的移动。
[0161]上述方法可以不同方式实施，用于检测移动的反转，例如基于测到的速度标记的反转的检测的方法，或其它任何合适的方法。下面也描述了一个特别的检测方法，它也在图12中说明。
[0162]在图12表示的移动中，方块63达到的极值点实际上在顶端为点Τ0^?ζ2)并且，在底部为点S (X轴Zl)。从上往下移动的反转检测基于一个滞后门限位置a2:方法包含检测极端位置T并包含检测从极限位置以相反方向移动的距离。当此距离达到滞后门限位置a2时(点11轴22_&2)，反转检测发生了。类似的，从下往上移动的反转检测基于一个滞后门限位置a1:方法包含检测极端位置S并包含检测从极限位置以相反方向移动的距离。当此距离达到滞后门限位置％时(点P，X轴z !+&1)，反转检测发生了。
[0163]门限aJPa2例如为恒定的参数，可能相等，并存储于控制单元80的存储器中。优选的，门限aJP a 2位于5至20mm之间。在图12中，门限a丨和a 2被放大了，以便辨认，但在实际中，门限％和a 2可代表方块的一个非常小比例的移动。
[0164]在上述的方法中，应当赞赏X轴21和z 2被用户设置，而非被控制单元设置。对于用户的移动没有义务进行重复。点S和点T因而可以在每个循环中是不同的，并且其它点在每次被计算为用户实施的实际移动的结果。
[0165]图12描述的方法执行了在负载分量之间的转变，它几乎同样适用于一个非对称锻炼程序的其它参数。在一个第二典型的非对称锻炼中，用于产生人造惯性分量的系数k在同轴方向和偏心方向采用不同的值，例如方块在向上的方向，一个第一值k = kA，以及在方块向下的方向，一个第二值k = kD〈kA。在此锻炼中，通过致动器实施的力也可以经历一个中断，因为瞬时加速度在方向反转时通常是很高的。类似的，因而可以提供一种方法，用于计算系数k，k在方向反转时执行了一个温和的转变。此方法的原理将会根据在图12中的括号内的参数(k)，(kD)和(kA)的指示进行理解。
[0166]这样一个用于产生人造惯性成分的系数k的值的改变也可以在加速度变更符号被取消时进行，在此情况下没有进步的转变是必需的，既然人造惯性成分在值的瞬时改变时基本上为零。
[0167]在另一个实施例中，用于产生人造惯性成分的系数k根据一个或多个移动参数改变，例如根据测量的加速度的递增线性函数改变。
[0168]为了说明的目的，在上面的描述中，图8的方块63被做了引用，但是任何锻炼器械，无论它的移动负载部件为何形式，可以使用以上指出的计算方法。
[0169]参考图13，一个负载部件，以把手91的形式表示，把手具有控制按钮92和93，按钮可用于以远程控制的方式控制，触发或关闭锻炼器械的不同功能。在显示的例子中，把手91用于被一只或两只手紧握，把手附着在一线94的末端，线可以例如在图1中的器械中使用。除了用于在线94上被施加拉力外，把手91因而使在锻炼期间控制器械成为了可能。为此，安装在杆末端的按钮92可以通过拇指压力启动，而细长的按钮93可以通过手握住杆95而启动。按钮92和93的位置只是用于说明。
[0170]按钮92和93的功能可以改变。在一个例子中，按钮93执行了一个“弹簧”功能，即此电机的电源在按钮93被释放时被关闭，这样达成了一个安全目标。在一个例子中