基于DSP的智能控制器及在智能人工腿中的應(yīng)用研究.pdf

1、智能人工腿是機(jī)器人學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)領(lǐng)域一個備受關(guān)注的研究課題,它最優(yōu)秀的特點(diǎn)是能模仿人體健康腿的運(yùn)動方式且步行速度可自然、隨意地跟隨截肢者步行速度的變化而變化.開展該項(xiàng)目的研究對改善殘疾人的生存條件和促進(jìn)其醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.智能人工腿的擺動靠空壓氣缸的伸縮來實(shí)現(xiàn),空壓氣缸尾部的電機(jī)可以控制氣缸內(nèi)一個針閥(流量控制閥)的開度,通過改變閥門開度可以調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)彎曲和伸展的阻尼,從而達(dá)到改變膝關(guān)節(jié)彎曲和伸展速度的目的.以前

2、研制的智能人工腿,在兩個方面存在不足,一方面它的控制器控制氣缸內(nèi)針閥開度采用步進(jìn)電機(jī)所構(gòu)成的開環(huán)系統(tǒng),位置精度不高;另一方面它的CPU多采用51系列的單片機(jī),運(yùn)行速度不能滿足高級算法的需要.針對這兩方面的不足,我們提出以下改進(jìn)方案:(1).改步進(jìn)電機(jī)為伺服直流電機(jī),使它能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精密的位置控制.(2).設(shè)計了一個具有位置和電流反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),并采用遺傳算法對PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,同時引入模糊控制理論使PID參數(shù)可進(jìn)行在線整定.通