导　　师： 王硕玉;杨俊友

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 沈阳工业大学

摘　　要： 随着我国逐步进入老龄化社会和疾病以及交通事故等原因导致下肢不能正常运动的患者越来越多，后期康复治疗显得尤为重要。科学的康复训练是患者早日脱离病痛折磨的关键。全方位下肢康复机器人因其智能化程度高且安全可靠得到了全球广泛关注。论文针对全方位下肢康复机器人运动时扰动抑制开展研究。全方位下肢康复机器人系统的主要特点是非线性和高度耦合，内部有很多不确定的或未知参数，且不能获得精确的系统模型，外部干扰也会导致机器人的行走方向或速度发生变化。另外在运行过程中还存在机械误差、机械震动、部件间摩擦。这些因素使康复训练机器人在协助患者康复训练过程中产生路径偏差，尤其是机器人所携带负载质量不确定和因为负载因素导致康复机器人重心位置变化给机器人运行带来干扰，这些都是康复机器人有待解决的重要问题。本文主要分析全方位下肢康复机器人运动学和动力学模型，并设计一种鲁棒控制器降低负载质量变化对机器人运动的影响，通过与常规PD控制器在机器人轨迹跟踪方面的对比，验证本文所设计控制器的可行性。在此基础上，以含重心偏移的动力学模型为基础，设计控制器降低重心偏移时变对康复机器人轨迹跟踪的影响。由Lyapunov函数证明控制器的稳定性。因此提升康复机器人在重心发生变化时的运动性能，使机器人控制系统具有较好的抑制扰动能力。最后结合前两种控制器的设计方法，将两个控制器功能融合在一起，并对其做不同路径的跟踪仿真，验证本文所提出控制算法的可靠性。全方向康复用机器人的研究在我国仍在初期阶段，控制算法的可靠性和实效性对于软硬件结合是至关重要的。本文提出的扰动抑制控制策略对移动式机器人研究起到积极作用。

关 键 词： 康复机器人 运动学模型 动力学模型 轨迹跟踪 鲁棒控制

领　　域： [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]