基于半主動(dòng)控制的智能仿生腿關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、智能仿生腿的研究是集電子、信息、控制、材料、生物醫(yī)學(xué)以及機(jī)械技術(shù)等眾多技術(shù)為一體的前沿性、多學(xué)科交叉的研究課題。仿生腿膝關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方法對(duì)于仿生腿的研究意義重大。
　　本文詳細(xì)闡述了智能仿生腿的設(shè)計(jì)要素，給出了智能仿生腿的設(shè)計(jì)方案;以人體膝關(guān)節(jié)理想瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心軌跡為目標(biāo)，基于膝關(guān)節(jié)尺寸范圍約束，采用具有較好全局搜索性能的遺傳算法對(duì)膝關(guān)節(jié)的四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，得出了較為理想的膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸。在驅(qū)動(dòng)裝置的選擇上，仿生腿的結(jié)構(gòu)特

2、性決定了驅(qū)動(dòng)裝置的體積和能耗不能過(guò)大，綜合這兩方面以及計(jì)算機(jī)控制的效果等因素采用磁流變阻尼器來(lái)驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)。為了得到好的控制效果，在已有的阻尼器力學(xué)模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行模型的參數(shù)識(shí)別，為之后的阻尼器控制做充分準(zhǔn)備。
　　仿生腿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型較為復(fù)雜，通常的模型都是在假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)為剛體的基礎(chǔ)上建立的，這一點(diǎn)與人體的健康腿有很大差異。利用現(xiàn)代控制理論中的系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)拋開(kāi)了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模等復(fù)雜過(guò)程，且不需要對(duì)系統(tǒng)的機(jī)理了解太