导　　师： 李智军;夏元清

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着偏瘫患者数量的不断上升,急需一些康复医疗器械为患者提供辅助治疗。目前,机器人技术与康复医学工程结合是国内外研究热点。可穿戴外骨骼机器人就是这种结合的典型产物,它是一种可以与偏瘫患者进行交互以及提供辅助训练的设备。为了使外骨骼机器人能够提供更好的人机交互和辅助训练,越来越多的科研人员对外骨骼机器人的相关技术进行了研究,并取得了飞跃性的发展。与此同时,在外骨骼机器人的技术研究中也面临着各种问题,例如动力学模型未知,存在扰动以及人机交互优化等问题。针对这些问题,本文提出了自适应控制技术与其它智能控制技术结合的控制方法,并且基于Lyapunov函数设计相应控制器。为了解决模型不确定问题,本文用到了模糊控制、自适应控制等方法;为了解决周期性扰动,本文引入了迭代学习控制方法;为了解决人机交互力问题,本文引入了阻抗控制方法。现将本文的主要研究工作概括如下:1)上下肢全身外骨骼机器人控制系统搭建;2)上下肢外骨骼机器人运动学和动力学模型分析;3)采用双环控制结构设计上肢外骨骼机器人自适应阻抗控制策略。控制外环中,阻抗参数最优化问题被转化为LQR问题,然后在对机器人模型和人体手臂模型缺乏认知的情况下,通过积分增强学习在线寻找阻抗模型参数。控制内环中,设计了基于BLF的自适应控制器,有效处理了机器人的物理约束,使机器人的跟踪性能达到满意的效果;4)采用三次样条插值法对下肢外骨骼机器人进行步态规划;5)在下肢控制策略的设计中,采用模糊控制逼近系统中的不确定项,同时,对于存在的周期扰动,通过迭代学习进行补偿。

关 键 词： 外骨骼机器人 自适应控制 模糊控制 增强学习

领　　域： []