本文關(guān)鍵詞：基于DSP的智能控制器及在智能人工腿中的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中南大學》 2003年

基于DSP的智能控制器及在智能人工腿中的應用研究

梁豐  

【摘要】：智能人工腿是機器人學和生物醫(yī)學工程學領(lǐng)域一個備受關(guān)注的研究課題，它最優(yōu)秀的特點是能模仿人體健康腿的運動方式且步行速度可自然、隨意地跟隨截肢者步行速度的變化而變化。開展該項目的研究對改善殘疾人的生存條件和促進其醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 智能人工腿的擺動靠空壓氣缸的伸縮來實現(xiàn)，空壓氣缸尾部的電機可以控制氣缸內(nèi)一個針閥(流量控制閥)的開度，通過改變閥門開度可以調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)彎曲和伸展的阻尼，從而達到改變膝關(guān)節(jié)彎曲和伸展速度的目的。以前研制的智能人工腿，在兩個方面存在不足，一方面它的控制器控制氣缸內(nèi)針閥開度采用步進電機所構(gòu)成的開環(huán)系統(tǒng)，，位置精度不高；另一方面它的CPU多采用51系列的單片機，運行速度不能滿足高級算法的需要。針對這兩方面的不足，我們提出以下改進方案： (1)．改步進電機為伺服直流電機，使它能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)精密的位置控制。 (2)．設計了一個具有位置和電流反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并采用遺傳算法對PID參數(shù)進行優(yōu)化，同時引入模糊控制理論使PID參數(shù)可進行在線整定。通過控制策略的改進來提高智能人工腿步態(tài)調(diào)整的快速性和準確性。 (3)．智能控制器的CPU采用TI公司生產(chǎn)的DSP芯片TMS320F240PQ，它是專用電機控制芯片，集成度高，運行速度比51系列單片機快數(shù)十倍并具有強大的指令集，可實現(xiàn)高級算法的在線運算。 通過控制器硬件的設計、制作，軟件的編寫、調(diào)試以及實驗，結(jié)果表明，本文所提出的智能人工腿智能控制器提高了控制系統(tǒng)的智能性、魯棒性、快速性和準確性。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：TP242
【目錄】：

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