机床与液压

作者：童火明，李肖，陈诚，陈永广

单位：湖北工业大学机械工程学院；湖北工业大学机械工程学院；华中科技大学人工智能与自动化学院；湖北工业大学机械工程学院

关键词：下肢外骨骼;模糊PID控制;气动肌肉;运动学仿真

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目（52005169）

为实现气动肌肉在多自由度康复机器人中的应用，设计一种用于步态康复训练二自由度下肢康复辅助训练机器人，驱动器由气动肌肉和拉伸弹簧并联驱动关节以实现节能辅助行走。建立人体下肢运动学和动力学模型，并以标准CGA步态曲线作为关节输入，通过SolidWorks/Motion进行运动学仿真，验证所设计的模型符合人体下肢运动规律。针对气动肌肉伸展时存在非线性使得关节控制困难，提出了模糊自适应PID控制算法。在MATLAB/Simulink中进行仿真控制实验，仿真结果表明：相比传统PID算法，模糊PID自适应控制算法使外骨骼达到更好的跟随效果。最后通过实验平台验证了模糊PID自适应控制算法能够满足患者主动康复训练的需求。

来源：2023年第19期

《机床与液压》期刊编辑部

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