机械工程学报

作者：王玉成, 贾庆轩, 褚明, 毕敬峰

单位：北京邮电大学自动化学院 北京 100876

关键词：可控阻尼,自适应,主动康复训练,阻抗控制；

基金：北京市自然科学基金资助项目(3202021)。

针对外骨骼康复机器人的人机交互柔顺控制，以肩-肘二自由度上肢康复机器人为研究对象，提出一种融入可控阻尼的内外环嵌套式自适应阻抗控制方法，同步实现关节轨迹的超调量抑制和变强度训练。首先，通过磁流变阻尼器与关节电动机并联输出的结构模式，将电磁阻尼力矩引入康复机器人的动力学方程，进而设计关节轨迹跟踪器作为内环控制器，该控制器以关节角速度和角加速度作为输入，实时计算调整阻尼力矩的励磁电流值和关节力矩增益系数，实现超调量抑制。其次，利用Lyapunov函数设计自适应轨迹生成器作为外环控制器，该控制器以交互力、关节角速度及角加速度作为输入，实时计算并修正期望轨迹，通过调节对抗模型的刚度参数，实现对人机交互力的自适应和变强度训练。数值仿真实验结果表明，与未引入可控阻尼的控制方法相比，肩、肘关节的超调量下降率分别优于96.2%、97.5%，且只需调整刚度参数即能实现变强度训练，验证了所提方法的可行性与有效性。

来源：2023年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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