下肢外骨骼是一種可穿戴的人體運(yùn)動輔助和機(jī)能增強(qiáng)裝置。下肢外骨骼的主流控制方法為基于模型的控制,該方法在控制器設(shè)計和實際應(yīng)用中都對動力學(xué)參數(shù)的精度提出了很高的要求。然而,已有的參數(shù)辨識算法為獲得高精度的參數(shù)辨識結(jié)果,增加了實驗的復(fù)雜度,即成倍地增加了實驗的數(shù)據(jù)量。因此,高精度、低復(fù)雜度的參數(shù)辨識算法對于提高下肢外骨骼動力學(xué)模型精度具有重要意義。針對基于模型的下肢外骨骼控制方法對高精度動力學(xué)模型的需求,以及當(dāng)前動力學(xué)模型參數(shù)辨識方法存在的精度與復(fù)雜度的互斥問題,本文重點開展了下肢外骨骼參數(shù)的高精度、低復(fù)雜度辨識算法研究,并通過仿真與樣機(jī)實驗驗證了該方法的正確性和有效性。具體開展如下研究:首先,為提高參數(shù)的辨識精度,針對目前粒子群算法雖然辨識精度較高但搜索空間的劃定依賴于工程經(jīng)驗的弊端,本文提出了基于人機(jī)耦合控制系統(tǒng)魯棒性分析的粒子群算法搜索空間劃定方法,結(jié)合遞推最小二乘法給出的待辨識參數(shù)波動范圍,來劃定粒子群算法的搜索空間。采用劃定搜索空間的粒子群算法完成參數(shù)的精確辨識。結(jié)合人機(jī)耦合系統(tǒng)特性分析,給出了粒子群算法搜索空間的劃定方法。基于水平行走時的人機(jī)耦合主動助力控制系統(tǒng)的魯棒性分析,得到... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

BLEEX下肢外骨骼[12]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文EX 最突出的特點在于它具有積極自主的特性并且能夠自行人員稱之為第一款“承重且積極自主”的下肢外骨骼[11]。在上，背負(fù) 75 kg 載重的穿戴者可以以 0.9 m/s 的速度行走，無到 1.30 m/s 的最高速度[11]。如圖 1-1 所示，新一代的 BLEEg，較初代樣機(jī)輕了 1/2，這得益于電機(jī)驅(qū)動在液壓傳動系統(tǒng)項目的研究團(tuán)隊成立了名為伯克利仿生（Berkeley Bionics）的下肢外骨骼技術(shù)市場化。如圖 1-2 所示，為該公司最新研制ULC，與 BLEEX 相比，HULC 由于采用了間斷助力機(jī)制，續(xù)航時間，HULC 因其優(yōu)異的表現(xiàn)已經(jīng)被美國陸軍列裝。EX 和 HULC 均采用了靈敏度放大控制法，該方法對動力學(xué)很高，為實現(xiàn)對 BLEEX 的參數(shù)辨識分別進(jìn)行了靜態(tài)和動態(tài)實

XOS下肢外骨骼[13]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于小波網(wǎng)絡(luò)的下肢攜行外骨骼系統(tǒng)模型辨識研究[J]. 楊秀霞,劉迪,趙國榮.  儀表技術(shù). 2015(12)
[2]氣彈簧在骨骼服中的應(yīng)用研究[J]. 朱宇光,楊智勇,朱海軍,張遠(yuǎn)山.  機(jī)電工程. 2010(02)
[3]能量輔助骨骼服NAEIES的開發(fā)[J]. 歸麗華,楊智勇,顧文錦,張遠(yuǎn)山,楊秀霞.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報. 2007(04)

碩士論文
[1]基于下肢關(guān)節(jié)力矩解算與預(yù)測的人體運(yùn)動趨勢感知研究[D]. 楊叢為.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于人機(jī)足端接觸力的下肢骨骼服擺動相隨動控制研究[D]. 夏宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]變剛度柔性關(guān)節(jié)的動態(tài)剛度辨識和控制方法研究[D]. 孟西聞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]工業(yè)機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)辨識方法研究[D]. 耿令波.南京航空航天大學(xué) 2013



本文編號：3553612