摘要：设计和实现了普适计算中觉察上下文应用的开放式支撑环境———OCAenv.提出并探索了一系列的相关关键技术:觉察上下文功能层次模型、主体-类型模型、上下文服务统一模型、动态绑定机制、交易器联邦路由机制;设计了一个基于中间件的觉察上下文支撑环境OCAenv,包括pvcwCORBA、上下文服务、发现服务和动态绑定层.在以上工作的基础上,开发了一个觉察上下文应用WiW2,检验了原型OCAenv的各项特征.通过演示系统WiW2证明了本方案的实用性和开放性.

摘要：针对普适环境的平台的多样性、资源的有限性、设备的移动性和应用高性能要求等需求 ,提出了其中间件的设计和实现方法 ,并据此构建了 pvcwCORBA。通过试验验证了 pvcwCORBA作为支持无线接入功能的高性能、嵌入式CORBA ,能够适应普适计算环境的要求。

摘要：提出一种可应用于航天员太空机动作业、骨骼肌能恢复训练以及月面大范围活动的主动航天服概念。在分析航天员行走步态关节运动规律基础上,利用拉格朗日方程建立膝关节和髋关节的动力学模型,并将航天员下肢大小腿与主动航天服机械装置的大小腿进行运动属性参数耦合,从而得到关节动态负载扭矩变化规律,为控制执行机构设计与选型提供理论依据。设计膝关节和髋关节角度反馈PID控制规律,满足航天员行走步态的随动跟踪控制。对膝关节和髋关节电机在抵抗动态负载扭矩情况下的角位移控制仿真表明,电动控制伺服机构方案能够满足航天员步态运动稳定跟踪控制需求,可扩展主动航天服系统的助力携行能力。

摘要：研究下肢外骨骼携行助力系统控制问题,利用液压阀控制机理,建立了液压位置控制回路,用PID与超前校正网络相结合的方法进行频域设计,通过对液压控制系统性能试验,对不同负载和不同油源压力以及不同运动模式下液压缸流量和压力进行仿真。仿真结果表明,组合控制方法能够对人正常行走时,膝关节角位移可满足人机协调运动要求。试验结果表明,下肢外骨骼携行助力系统采用阀控液压控制能够满足负载30kg低速平地行走、上下楼梯等动作要求。

摘要：步态是指人体走路时的姿态,步态识别是近年来生物特征识别领域一个备受关注的研究方向。步态阶段的区分是步态识别的重要内容。以隐马尔科夫模型(HMM)为基础,基于安装在膝关节的编码器和大腿部的加速度传感器,在外骨骼辅助行走中识别步态的不同阶段。首先进行数据预处理和特征提取;其次对隐马尔科夫步态识别算法进行设计,包括结构的建立、参数的训练和最终的识别;最后对性能进行评估,总体正确率达到91.06%,说明HMM用于步态阶段识别具有较好的性能。

摘要：下肢康复外骨骼能辅助或替代医师完成下肢康复训练,并能帮助患者自立,重新融入社会。设计了一种基于事件检测的下肢康复外骨骼服,所谓事件是指人机接口获得的一些状态序列。基于事件的运动意图检测主要有两个目的:第一,以透明的方式检测穿戴者的运动意图;第二,提高运动意图检测的准确性和容错性。提出的下肢康复外骨骼服包括仿生机械结构、人机接口、控制器、电机驱动子系统和电源子系统。仿生机械结构用于支持骨骼服的重量以及穿用者的身体。电机驱动子系统采用盘式电机带动骨骼服的膝关节和髋关节。人机接口子系统通过传感器和传输网络,运用基于事件的运动意图检测技术感知患者的运动状态和运动意图。控制器采用位置闭环控制。仿真结果表明了系统的可行性和实用效果。

摘要：外骨骼辅助行走中平衡控制是低重力环境下保持正常的平稳行走姿态以及行走安全性的关键,针对这一问题阐述了外骨骼辅助行走中基于位置控制与ZMP(零力矩点)控制相结合的综合平衡控制策略。首先通过建立ADAMS虚拟仿真模型,为控制策略的研究提供仿真模型和参考数据;建立了支撑域模型和ZMP检测模型,并设计了平衡控制策略,在基于地面外骨骼系统的演示验证中,将人机系统等效为两连杆支撑质点的模型,通过控制膝关节液压杆,使系统的ZMP始终处于稳定支撑域内,由此保证人机系统处于平衡状态;同时将位置控制与改进的ZMP控制结合在一起,设计综合控制策略,采用分段控制方式,不仅提高了人机系统的柔顺性及穿戴者的舒适度,同时也提高了人机系统运动的稳定性和安全性。

摘要：PID控制器因其结构简单、稳定性高、工作可靠、调整方便等优点而成为工业过程控制系统中的主要环节之一，因而它一直是运动控制领域研究的重点。在分析数字PID的原理及算法的基础上，针对下肢康复机器人控制的特点，提出了一种新的前馈加补偿的PID控制方法，以满足该机器人实时精确的控制需求。该方法针对PID控制系统，设计了设定值前馈补偿控制器，提高了系统的跟踪性能。Matlab仿真结果表明，在下肢康复机器人的运动控制系统中，该控制模式具有控制精度高和实时性好的优点。