多自由度并聯(lián)康復(fù)機(jī)器人力-位混合運(yùn)動(dòng)控制策略研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人具有負(fù)載能力強(qiáng)、剛度大、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、控制容易和動(dòng)力性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于模擬運(yùn)動(dòng)、對(duì)接運(yùn)動(dòng)和承載運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域，特別是將并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用于下肢康復(fù)領(lǐng)域，結(jié)合并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用合理的運(yùn)動(dòng)控制策略，可以提供更合理的康復(fù)治療手段，提高下肢康復(fù)的針對(duì)性和有效性。
　　并聯(lián)機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的耦合系統(tǒng)，為了獲得更好的康復(fù)治療效果，除了制定有效的康復(fù)運(yùn)動(dòng)策略外，還需要對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型、正向運(yùn)動(dòng)學(xué)以及運(yùn)動(dòng)控制策略等進(jìn)行

2、研究。為此，本文進(jìn)行了以下四個(gè)部分的研究：
　　(1)針對(duì)并聯(lián)機(jī)器人正解不易求解的問題，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法建立并聯(lián)平臺(tái)的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并通過MATLAB仿真與牛頓歐拉法進(jìn)行了比較。
　　(2)針對(duì)并聯(lián)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)建模比較復(fù)雜的問題，研究了系統(tǒng)辨識(shí)的方法，通過系統(tǒng)辨識(shí)得到伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)將SolidWorks與MATLAB進(jìn)行聯(lián)合仿真，得到較為準(zhǔn)確的并聯(lián)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型。
　　(3)針對(duì)并聯(lián)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制策

3、略，研究了基于模型的預(yù)測控制算法?；谟上到y(tǒng)辨識(shí)得到的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了并聯(lián)平臺(tái)的控制算法，并通過仿真與傳統(tǒng)PID算法進(jìn)行了比較。
　　(4)針對(duì)下肢康復(fù)運(yùn)動(dòng)策略問題，引入了力傳感器，研究了阻抗控制算法和力位混合運(yùn)動(dòng)控制算法。提出幾種康復(fù)運(yùn)動(dòng)策略，通過實(shí)際平臺(tái)的測試，驗(yàn)證了康復(fù)運(yùn)動(dòng)策略的可行性。
　　通過以上的研究，可以實(shí)現(xiàn)快速建立并聯(lián)機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型，并且結(jié)合正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，克服了在調(diào)試過程中無法實(shí)現(xiàn)末端閉環(huán)控制的難題。采用以上