不确定下肢康复机器人自适应主动交互控制

摘要：

研究主动康复训练中具有不确定性下肢康复机器人的自适应交互控制设计问题,提出基于阻抗模型的下肢康复机器人交互控制策略,实现人机系统柔顺性.首先,通过阻抗模型对下肢康复机器人末端位置进行调整,保证人机交互柔顺性.其次,设计基于前馈-反馈复合控制思想的跟踪控制策略.一方面,将下肢康复机器人模型参数以及外界干扰等不确定性视为总扰动,采用径向基(RBF)神经网络对其估计并进行前馈补偿.另一方面,采用反馈比例微分(PD)控制器,实现主动康复训练时的轨迹跟踪,同时保证闭环系统的稳定性.最后,通过仿真分析选择不同阻抗参数对控制系统的影响,并进一步验证所提方法的有效性.研究结果表明:所设计的控制策略能够使下肢康复机器人根据人机交互力的变化不断调整步态轨迹并对其进行跟踪,实现良好的柔顺性以及高精度的跟踪效果,满足患者主动康复训练的需求.

关键词：主动交互控制;阻抗模型;神经网络;不确定性;下肢康复机器人

所属期刊栏目：52

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金U1713223

在线出版日期：2022-02-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4325-4335