發(fā)布時間：2017-05-09 16:12

  本文關(guān)鍵詞：上肢康復(fù)機器人關(guān)節(jié)電機滑模變結(jié)構(gòu)控制方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：進入21世紀以來,社會不斷的發(fā)展、人們的物質(zhì)生活有了很大的提高,人類疾病的問題也在不斷增加。偏癱患者大多由腦卒中疾病引起的,且發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢,偏癱患者生活不能自理,直接給家庭和社會帶來了沉重的壓力。人們對生活質(zhì)量要求的提高,對健康生活的重視使得一些康復(fù)醫(yī)療器械不斷涌現(xiàn)。在目前,將機器人與康復(fù)醫(yī)學(xué)工程的結(jié)合是國內(nèi)外研究的熱點。在一些康復(fù)醫(yī)療醫(yī)院,患者進行訓(xùn)練主要依靠一些簡單器械,并且還需要專業(yè)的醫(yī)師指導(dǎo),這些都不能滿足智能化的需要。本文在研究人體上肢運動機理和康復(fù)醫(yī)療理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外對康復(fù)機器人的研究發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合機電控制理論,以能夠較好的完成偏癱患者上肢康復(fù)訓(xùn)練為目的,對其電機驅(qū)動控制系統(tǒng)進行研究。針對上肢康復(fù)機器人,分析總體系統(tǒng)方案,確定機器人的整體結(jié)構(gòu),選擇電氣控制的驅(qū)動方式,選用無刷直流電機作為驅(qū)動電機,并針對無刷直流電機控制系統(tǒng)中的位置控制器進行設(shè)計。本文的研究內(nèi)容主要有:首先,介紹了本文的研究背景及意義,論述總結(jié)了無刷直流電機及其控制策略現(xiàn)階段的研究狀態(tài)和未來的發(fā)展方向。其次,在給出了無刷直流電機結(jié)構(gòu)組成和工作原理的前提下,通過公式推導(dǎo)得到了電機的數(shù)學(xué)模型,并利用MATLAB/Simulink對無刷直流電機控制系統(tǒng)進行了仿真模型的搭建,通過仿真驗證模型的正確性。最后,針對傳統(tǒng)滑�？刂莆恢每刂破鞑荒芎芎玫貪M足無刷直流電機這種變量多、耦合強、復(fù)雜系統(tǒng)的控制精度要求,結(jié)合數(shù)學(xué)模型設(shè)計了基于干擾觀測器(Disturbance Observer,DOB)的滑�？刂破�,并將其應(yīng)用于上肢康復(fù)機器人驅(qū)動電機的位置控制。結(jié)果表明,該控制器可使系統(tǒng)狀態(tài)在有限時間內(nèi)收斂到期望值,改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)跟蹤速度和控制精度效果。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機 MATLAB/Simulink仿真模型 干擾觀測器 位置控制
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概況13-17
• 1.2.1 康復(fù)機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 上肢康復(fù)機器人所用的無刷直流電機控制技術(shù)現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 上肢康復(fù)機器人系統(tǒng)方案分析18-25
• 2.1 上肢康復(fù)機器人結(jié)構(gòu)方案設(shè)計18-21
• 2.1.1 設(shè)計要求18-19
• 2.1.2 關(guān)節(jié)的運動19-21
• 2.2 驅(qū)動方式選擇21-22
• 2.3 單關(guān)節(jié)驅(qū)動電機和控制方法的選擇22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 單關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的工作原理和數(shù)學(xué)建模25-34
• 3.1 無刷直流電機的工作原理25-30
• 3.1.1 無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)25-26
• 3.1.2 無刷直流電機的工作原理26-30
• 3.2 無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型30-33
• 3.2.1 無刷直流電機本體電壓方程30-33
• 3.2.2 無刷直流電機的轉(zhuǎn)矩及運動方程33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 單關(guān)節(jié)驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的建模34-42
• 4.1 無刷直流電機控制系統(tǒng)的MATLAB建模34-41
• 4.1.1 電機本體模塊34-35
• 4.1.2 反電動勢模塊35-37
• 4.1.3 給定電流模塊37-38
• 4.1.4 逆變器模塊38-39
• 4.1.5 電壓變換模塊39
• 4.1.6 電流控制器模塊39-40
• 4.1.7 位置控制模塊40
• 4.1.8 無刷直流電機控制系統(tǒng)模型40-41
• 4.2 本章小結(jié)41-42
• 第5章 單關(guān)節(jié)驅(qū)動電機控制方法研究42-50
• 5.1 干擾觀測器的設(shè)計42-46
• 5.1.1 常規(guī)滑�？刂破�42-44
• 5.1.2 帶干擾觀測器的滑�？刂破�44
• 5.1.3 穩(wěn)定性分析44-46
• 5.2 系統(tǒng)仿真及實驗結(jié)果46-49
• 5.2.1 系統(tǒng)模型46
• 5.2.2 仿真及實驗結(jié)果46-49
• 5.3 本章小結(jié)49-50
• 總結(jié)與展望50-51
• 致謝51-52
• 參考文獻52-55
• 附錄55-59
• 作者簡介59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果59-60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于靖;陳謀;姜長生;;基于干擾觀測器的非線性不確定系統(tǒng)自適應(yīng)滑�？刂芠J];控制理論與應(yīng)用;2014年08期

2 王曉光;張慧君;;肢體康復(fù)器械的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展策略[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2014年07期

3 葉雯s

本文編號：352816