下肢假肢斜坡路况运动控制策略分析

作     者：赵晓东 刘作军 苟斌 杨鹏 ZHAO Xiao-dong;LIU Zuo-jun;GOU Bin;YANG Peng

作者机构：河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 西北工业大学自动化学院西安710129 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2019年第34卷第6期

页      面：1160-1168页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 100215[医学-康复医学与理疗学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61703135 61773151) 河北省青年自然科学基金项目(F2016202327) 河北省高等学校技术研究项目(ZC2016020) 

主　　题：假肢 斜坡路况 运动轨迹 紧格式线性化 无模型动态矩阵 

摘      要：为使下肢假肢在斜坡路况下配合人体健肢侧交互运动,在对下肢假肢穿戴者斜坡运动模式分析的基础上,制定针对斜坡路况的下肢运动轨迹规划方法,得到假肢膝关节的模拟运动轨迹.应用紧格式线性化方法解决下肢关节高度非线性问题的思路,采取无模型动态矩阵控制方法实现对模拟运动轨迹的追踪,结合反馈校正和滚动优化实现斜坡路况下膝关节角度的预测输出,并对控制系统的稳定性进行理论分析.仿真和运动控制平台的实验结果表明,假肢膝关节的斜坡运动轨迹可以紧紧跟随参考轨迹变化,假肢膝关节可与健肢侧协调平稳运动.