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作者:张淑璐;张志利;孙鹏;马晓明;
单位:天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室;天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心;天津中德应用技术大学智能制造学院;
摘要:针对长时间远距离行走疲劳、下肢瘫患者行走困难等问题,设计一套下肢助力装置,实时辅助穿戴者行走。首先基于人体下肢数据,在Solidworks中完成下肢外骨骼三维建模及参数优化,将模型导入到Adams中,耦合后添加运动规划,仿真验证外骨骼的运动学和人机协同性能,为下一步控制系统设计提供数学理论依据。在基于模型的位置反馈控制器中实现了模糊控制,并对末端执行器在受扰情况下的轨迹跟踪特性进行了仿真模拟。进而搭建下肢关节步态仿真系统,实验验证动力学模型的有效性以及控制系统的稳定性。实验结果表明,该控制器在处理非线性和扰动方面比常规PID控制和模糊控制模式有效,可更快速和准确地完成对步态曲线的跟踪。
关键词:下肢助力;;Adams仿真;;运动学;;模糊控制
基金资助:天津市高等学校创新团队培养计划(TD13-5094);; 天津市教委科研计划重点项目(2019ZD22);; 天津中德应用技术大学科技培育项目(zdkt2020-005);; 天津市企业科技特派员项目(20YDTPJC00550)