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下肢外骨骼矫形器的动力学建模与运动控制研究
  • ISSN号:1002-0470
  • 期刊名称:《高技术通讯》
  • 时间:0
  • 分类:TP242[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH789[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]上海大学机电工程与自动化学院智能机械与系统实验室,上海200072
  • 相关基金:863计划(2006AA04Z224),上海市重点学科(Y0102)和上海市教委科研创新重点(08ZZ48)资助项目.
中文摘要:

对用于步行训练的下肢外骨骼矫形器的动力学与运动控制进行了研究。首先利用拉格朗日法建立了下肢外骨骼矫形器在跑步机上双足步行的动力学模型;在此基础上,设计了实现下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制的计算力矩加比例微分反馈控制系统,并采用Lyapunov方法,分析了控制系统在建模存在误差情况下的稳定性和收敛性;最后,在Adams-Matlab虚拟样机协同仿真平台上进行了下肢外骨骼矫形器的步行仿真实验,结果表明该控制方法对下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制是有效的。

英文摘要:

The dynamics modeling and motion control for a lower limb exoskeleton orthosis used for gait training were investigated. Firstly, a dynamic model of the powered gait orthosis (a lower limb exoskeleton orthosis) walking on the treadmill was established based on the research of the body weight support training. Then, the computed torque controller with proportion-differential feedback was designed to realize the trajectory tracking control for the lower limb exoskeleton orthosis. According to the Lyapunov function, the stability and the convergence of the control system were proved based on the dynamic model with modeling errors. Finally, the simulations on the virtual prototype were carried out in a collaborative simulation platform integrating Adams and Matlab. The results indicate that the proposed method can effectively control and track the trajectory of the lower lib exoskeleton orthosis.

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期刊信息
  • 《高技术通讯》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国科学科技部
  • 主办单位:中国科学技术信息研究所
  • 主编:赵志耘
  • 地址:北京市三里河路54号
  • 邮编:100045
  • 邮箱:hitech@istic.ac.cn
  • 电话:010-68514060 68598272
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0470
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2770/N
  • 邮发代号:82-516
  • 获奖情况:
  • 《中国科学引文数据》刊源,《中国科技论文统计与分析》刊源
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:12178