下肢骨骼服全过程运动控制研究

为了实现下肢骨骼服的全过程运动控制,提出了对下肢骨骼服进行分阶段控制的策略。根据人体运动数据将下肢骨骼服的运动划分为摆动阶段和支撑阶段;根据这2个阶段的特点,摆动阶段采用灵敏度放大控制方法,支撑阶段采用位置控制方法,利用脚底压力传感器信号实现两种状态下控制器的切换。分阶段控制策略既利用了灵敏度放大控制的优点,避免了在使用者身上安装传感器的问题,同时又利用位置控制方法解决了模型不确定性较大的支撑阶段的控制。仿真结果证明,在设计的控制器作用下,下肢骨骼服能够准确迅速跟踪人的运动轨迹,并能提供运动所需的大部分力矩。

基于重力补偿的下肢骨骼服位置控制研究

关于机器人优化控制的研究,针对下肢动力特性优化进行重点解决。下肢骨骼服是一种能够显著增强人的负重能力的机器人,它能够将人的智能和机器的机械能结合起来。根据人体运动数据(CGA)将下肢骨骼服的运动划分为摆动和支撑两个阶段,分析了这两个阶段的运动特点。为了增加负荷和系统的稳定性,提出了骨骼服的运动模型,并针对下肢骨骼服支撑阶段的特点,采用位置控制方法进行控制。采用MATLAB中的s-function编写相应的仿真程序并搭建simulink模型进行仿真。仿真结果显示所设计的控制器能够使骨骼服准确迅速得跟踪人体运动,并能够显著减小人所施加的力矩,表明所设计的控制器是有效的。