柔性穿戴式上肢康复机器人关节运动控制研究

摘要：

针对传统康复机器人重量重、穿戴不便、运动柔顺性差等不足,基于轻量化、柔顺性、易穿戴和人体工学等设计原则,设计了一种柔性穿戴式上肢康复机器人.采用弹性布作为机器人基体,气动人工肌肉驱动的类拮抗式关节,实现了肘关节屈/伸及旋前/旋后运动.基于气动人工肌肉的力学特性模型,采用拉格朗日法建立了康复机器人的动力学模型.针对气动人工肌肉驱动的柔性系统易抖振、响应滞后的控制难点,设计了基于RBF神经网络的PID控制器;针对PID控制器初始参数依靠经验取值的问题,设计了模糊PID控制器以确定PID控制器的最优初始参数;最后通过仿真和实验研究对RBF-PID控制器的性能进行了验证,并与传统PID控制器进行了对比.结果 表明:RBF-PID控制器响应速度快,控制稳定性高,可实现该柔性康复机器人的稳定控制.

关键词：穿戴式康复机器人、柔顺性、气动人工肌肉、RBF神经网络、RBF-PID控制器

所属期刊栏目：49

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金51775323

在线出版日期：2021-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：19-27