基于人手肌肉驅(qū)動特征的假肢手電機驅(qū)動控制研究.pdf

1、假肢手的研究對于殘疾人能夠進(jìn)行正常的生活和更好地融入社會是非常重要的，所以制造出具有良好的安全性和柔順性、能對抓取動作進(jìn)行實時控制的仿人手假肢對于肢體殘疾人來說是迫切需要的。通過建模仿真來分析肌肉驅(qū)動系統(tǒng)的變剛度特性，并通過假肢手電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制方案設(shè)計，使假肢手一定程度上復(fù)現(xiàn)肌肉驅(qū)動的柔順性。論文主要研究工作包括以下幾個方面:
　　(1)采用Hill-type三元素肌肉集中參數(shù)模型，直觀展示了肌肉輸出力和肌肉長度與長度變化速率

2、的關(guān)系。對肌肉本體感受器肌梭的動態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果驗證了肌梭跟肌肉長度、長度變化率和肌梭運動神經(jīng)輸入等因素密切相關(guān)。
　　(2)構(gòu)建單關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉骨骼運動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。仿真結(jié)果表明肌肉驅(qū)動系統(tǒng)在自由運動空間和力接觸空間過程中具有變剛度特性，且抓握力加載過程平滑且穩(wěn)定，揭示了人手驅(qū)動系統(tǒng)的變剛度柔性驅(qū)動特性。
　　(3)提出了基于人手神經(jīng)肌肉骨骼運動系統(tǒng)仿生驅(qū)動跟蹤控制策略。分別設(shè)計了PID控制器和模糊PID控制器