基于积分障碍李雅普诺夫函数的下肢康复机器人柔顺控制

作     者：孙哲 陈易洲 周袁 陈博 

作者机构：浙江工业大学信息工程学院 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62473337,62003305) 浙江省重点研发计划项目(2024C03040,2022C03029) 

主　　题：非对称积分障碍李雅普诺夫函数 导纳控制 力矩观测器 反演滑模控制 下肢康复外骨骼机器人 

摘      要：为保障下肢失能患者主动康复训练的效果和安全性,针对下肢康复外骨骼机器人设计一种基于非对称积分障碍李雅普诺夫函数的无力矩传感器导纳控制方法.首先,基于广义动量法设计一种滑模观测器,用以实时估计人机交互力矩,从而降低下肢外骨骼对力矩传感器的依赖.其次,面向下肢外骨骼构建一种导纳控制框架,利用饱和函数将外环导纳模型生成的参考轨迹约束在预定的安全区间内,以保证外骨骼的柔顺性与安全性.此外,针对内环步态轨迹跟踪设计一种基于非对称积分李雅普诺夫函数的反演滑模控制算法,保障系统的输出约束性能与步态轨迹跟踪精度.最后,基于李雅普诺夫稳定性判据证明控制系统的稳定性,并在下肢康复机器人实验平台上验证所提出控制算法的有效性和优越性.