基于半主動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)的機構(gòu)設(shè)計和控制方法對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)計要素，給出了智能仿生腿的設(shè)計方案;以人體膝關(guān)節(jié)理想瞬時轉(zhuǎn)動中心軌跡為目標(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膝關(guān)節(jié)的四桿機構(gòu)進行了優(yōu)化，得出了較為理想的膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸。在驅(qū)動裝置的選擇上，仿生腿的結(jié)構(gòu)特

2、性決定了驅(qū)動裝置的體積和能耗不能過大，綜合這兩方面以及計算機控制的效果等因素采用磁流變阻尼器來驅(qū)動膝關(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)計了實驗方案，進行模型的參數(shù)識別，為之后的阻尼器控制做充分準(zhǔn)備。
　　仿生腿機構(gòu)的動力學(xué)模型較為復(fù)雜，通常的模型都是在假設(shè)整個系統(tǒng)為剛體的基礎(chǔ)上建立的，這一點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)辨識技術(shù)拋開了系統(tǒng)的動力學(xué)建模等復(fù)雜過程，且不需要對系統(tǒng)的機理了解太