柔性穿戴式上肢康复机器人关节运动控制研究

作     者：翟宇毅 马新愿 陈冬冬 雷静桃 ZHAI Yuyi;MA Xinyuan;CHEN Dongdong;LEI Jingtao

作者机构：上海大学机电工程与自动化学院上海200444 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51775323) 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2021年第49卷第6期

页      码：19-27页

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。

主 题 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 

学科分类：0810[工学-土木类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.12141/j.issn.1000-565X.200498

馆 藏 号：203103791...