顧文錦，朱宇光，楊智勇，張遠山
海軍航空工程學院控制工程系，山東煙臺

海軍航空工程學院研究生管理大隊，山東煙臺

摘　　　要：為了實現下肢骨骼服的全過程運動控制，提出了對下肢骨骼服進行分階段控制的策略。根據人體運動數據將下肢骨骼服的運動劃分為擺動階段和支撐階段；根據這２個階段的特點，擺動階段采用靈敏度放大控制方法，支撐階段采用位置控制方法，利用腳底壓力傳感器信號實現兩種狀態下控制器的切換。分階段控制策略既利用了靈敏度放大控制的優點，避免了在使用者身上安裝傳感器的問題，同時又利用位置控制方法解決了模型不確定性較大的支撐階段的控制。仿真結果證明，在設計的控制器作用下，下肢骨骼服能夠準確迅速跟蹤人的運動軌跡，并能提供運動所需的大部分力矩。

關　鍵　詞：下肢骨骼服；ＣＧＡ數據；靈敏度放大；位置控制

１　引　言
將人的智能引入到機器人的控制中是機器人發展一個方向，并且這個方面已經取得很多成就。下肢骨骼服就是一種將人的智能和機械的機械能結合的特殊機器人，人們已經開發了許多骨骼服，較為成功的是加州大學伯克利分校開發的下肢骨骼服ＢＬＥＥＸ和日本筑波大學開發的ＨＡＬ。下肢骨骼服的研究取得了一定的成功，但其控制問題仍是需要解決的難題之一。靈敏度放大控制是伯克利下肢骨骼服采用的方法，優點是控制算法簡單有效且不需在使用者身體上安裝任何傳感器，然而對模型不確定較大的被控對象效果較差［１］；ＨＡＬ采用的ＥＭＧ控制方法需要在使用者身上使用貼肌電傳感器，使用不便，并且易受干擾［２�玻常荩荒详柪砉ご髮W下肢骨骼服采用ＺＭＰ算法，對模型依賴性強且計算量較大［４］。為了實現對骨骼服的控制，提出分階段控制策略。根據人體行走數據將下肢骨骼服的運動階段分為兩個階段，即擺動階段和支撐階段。對數學模型較為精確的擺動階段采用靈敏度放大控制方法，對模型較為復雜的支撐階段采用對模型具有很強魯棒性的位置控制方法，并利用腳底壓力信號實現下肢骨骼服運動狀態的判斷和控制器的切換。

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