磁流变假肢膝关节CT+PD轨迹跟踪控制研究

作者：易锋; 胡国良^*; 梅鑫; 邓英俊

来源：现代制造工程, 2020, (10): 108-113+119.

DOI：10.16731/j.cnki.1671-3133.2020.10.019

• 磁流变假肢膝关节
• CT+PD控制
• 磁流变阻尼器
• 动力学模型

以磁流变阻尼器为制动器的磁流变假肢膝关节具有阻尼连续可调的优点,但如何使其具有较好的仿生性是限制磁流变假肢膝关节商业化发展的重要因素。基于健康人在平地行走的步态数据,建立单轴式磁流变假肢膝关节处于摆动相内的动力学模型。在传统比例微分(Proportional Derivative,PD)控制基础上,引入计算力矩(Computing Torque,CT)控制方法,提出CT+PD轨迹跟踪控制算法,并对单轴式磁流变假肢膝关节小腿摆动角度进行控制。介绍了CT+PD轨迹跟踪控制算法原理并对其稳定性进行分析。建立磁流变假肢膝关节控制系统,并将PD控制器与CT+PD控制器对比,仿真得到CT+PD控制器的最大绝对误差为4.6°,而PD控制器的最大绝对误差为12.3°,证明了CT+PD轨迹跟踪控制对磁流变假肢膝关节轨迹跟踪的有效性。

• 单位
  华东交通大学