本文選題：步行輔助 + 混合控制�。� 參考：《機器人》2017年04期

【摘要】：引入生物控制理論來改善步行輔助中的人機交互柔順性和多關節(jié)協(xié)調自律控制,探索一種髖關節(jié)CPG(中樞模式發(fā)生器)控制、膝關節(jié)分級阻抗控制和髖/膝關節(jié)聯動控制3部分相結合的新型混合控制方法.首先,利用CPG自激振蕩行為和對外交流的特性獲得理想的主/從髖關節(jié)目標軌跡,并建立CPG對稱抑制網絡來維持左、右髖關節(jié)逆相位,以便實現復雜人機環(huán)境中的步行穩(wěn)定性.其次,根據步態(tài)要求,設計高阻抗和低阻抗分級控制規(guī)律,分別獲得支撐期和游腳期的膝關節(jié)力矩.最后,通過建立髖/膝關節(jié)關聯函數,建立髖關節(jié)CPG控制與膝關節(jié)阻抗控制的鏈接,實現步行中自然的髖/膝關節(jié)聯動控制.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,計算機仿真分析和步行實驗證明了混合控制方法可有效地生成步行中自然的髖/膝關節(jié)運動.
[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】： 重慶交通大學機電與車輛工程學院;日本信州大學;
【基金】：國家自然科學基金(51505048,51305471) 重慶市基礎與前沿研究計劃(cstc2016jcyj A0416) 重慶市教委科學技術資助項目(KJ1500526)
【分類號】：TP242

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本文編號：1982187