下肢外骨骼是一種可穿戴的人體運(yùn)動(dòng)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(jì)和實(shí)際應(yīng)用中都對(duì)動(dòng)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(shí)算法為獲得高精度的參數(shù)辨識(shí)結(jié)果,增加了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度,即成倍地增加了實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)量。因此,高精度、低復(fù)雜度的參數(shù)辨識(shí)算法對(duì)于提高下肢外骨骼動(dòng)力學(xué)模型精度具有重要意義。針對(duì)基于模型的下肢外骨骼控制方法對(duì)高精度動(dòng)力學(xué)模型的需求,以及當(dāng)前動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)辨識(shí)方法存在的精度與復(fù)雜度的互斥問(wèn)題,本文重點(diǎn)開(kāi)展了下肢外骨骼參數(shù)的高精度、低復(fù)雜度辨識(shí)算法研究,并通過(guò)仿真與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。具體開(kāi)展如下研究:首先,為提高參數(shù)的辨識(shí)精度,針對(duì)目前粒子群算法雖然辨識(shí)精度較高但搜索空間的劃定依賴(lài)于工程經(jīng)驗(yàn)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(shí)參數(shù)波動(dòng)范圍,來(lái)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(shí)。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�；谒叫凶邥r(shí)的人機(jī)耦合主動(dòng)助力控制系統(tǒng)的魯棒性分析,得到... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(diǎn)在于它具有積極自主的特性并且能夠自行人員稱(chēng)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(wú)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(dòng)在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目的研究團(tuán)隊(duì)成立了名為伯克利仿生（Berkeley Bionics）的下肢外骨骼技術(shù)市場(chǎng)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(shí)間，HULC 因其優(yōu)異的表現(xiàn)已經(jīng)被美國(guó)陸軍列裝。EX 和 HULC 均采用了靈敏度放大控制法，該方法對(duì)動(dòng)力學(xué)很高，為實(shí)現(xiàn)對(duì) BLEEX 的參數(shù)辨識(shí)分別進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)

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(shí)研究[J]. 楊秀霞,劉迪,趙國(guó)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(kāi)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(bào). 2007(04)

碩士論文
[1]基于下肢關(guān)節(jié)力矩解算與預(yù)測(cè)的人體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(dòng)相隨動(dòng)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(dòng)態(tài)剛度辨識(shí)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(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法研究[D]. 耿令波.南京航空航天大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3553612