本文選題：步行輔助 + 混合控制　； 參考：《機(jī)器人》2017年04期

【摘要】：引入生物控制理論來(lái)改善步行輔助中的人機(jī)交互柔順性和多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)自律控制,探索一種髖關(guān)節(jié)CPG(中樞模式發(fā)生器)控制、膝關(guān)節(jié)分級(jí)阻抗控制和髖/膝關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)控制3部分相結(jié)合的新型混合控制方法.首先,利用CPG自激振蕩行為和對(duì)外交流的特性獲得理想的主/從髖關(guān)節(jié)目標(biāo)軌跡,并建立CPG對(duì)稱抑制網(wǎng)絡(luò)來(lái)維持左、右髖關(guān)節(jié)逆相位,以便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜人機(jī)環(huán)境中的步行穩(wěn)定性.其次,根據(jù)步態(tài)要求,設(shè)計(jì)高阻抗和低阻抗分級(jí)控制規(guī)律,分別獲得支撐期和游腳期的膝關(guān)節(jié)力矩.最后,通過(guò)建立髖/膝關(guān)節(jié)關(guān)聯(lián)函數(shù),建立髖關(guān)節(jié)CPG控制與膝關(guān)節(jié)阻抗控制的鏈接,實(shí)現(xiàn)步行中自然的髖/膝關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)控制.利用李亞普諾夫穩(wěn)定性理論研究了混合控制方法的穩(wěn)定性,計(jì)算機(jī)仿真分析和步行實(shí)驗(yàn)證明了混合控制方法可有效地生成步行中自然的髖/膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng).
[Abstract]:The biological control theory is introduced to improve the human-computer interaction flexibility and multi-joint coordination and self-discipline control in walking assistance, and to explore a kind of CPG (central mode generator) control for hip joint. A new hybrid control method, which combines three parts of knee joint step impedance control and hip / knee joint control, is developed. Firstly, the CPG self-excited oscillation behavior and the characteristics of external communication are used to obtain the ideal master / slave hip target trajectory, and a CPG symmetric suppression network is established to maintain the inverse phase of the left and right hip joints, so as to achieve the walking stability in complex man-machine environment. Secondly, according to the requirements of gait, the high impedance and low impedance grading control laws are designed to obtain the knee joint torque during the supporting period and the foot swimming stage, respectively. Finally, by establishing the hip / knee joint correlation function and establishing the link between the hip joint CPG control and the knee joint impedance control, the natural hip / knee joint linkage control in walking is realized. The stability of hybrid control method is studied by using Lyapunov stability theory. Computer simulation and walking experiments show that the hybrid control method can effectively generate natural hip / knee motion in walking.
【作者單位】： 重慶交通大學(xué)機(jī)電與車輛工程學(xué)院;日本信州大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51505048,51305471) 重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃(cstc2016jcyj A0416) 重慶市教委科學(xué)技術(shù)資助項(xiàng)目(KJ1500526)
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：1982187