可穿戴式负重外骨骼液压伺服控制系统设计与仿真
发布时间：2022-01-09 15:23
随着科学技术的不断发展,仿生学成为科研领域的一大亮点,并逐渐进入到我们的视野,其中具有代表性的就是借助仿生学原理而设计的外骨骼,由于它具有坚硬的外壳,可以起到保护、支撑、助力、承重等作用,因此,得到了世界各国的广泛关注。本文针对可穿戴式负重外骨骼液压伺服控制系统进行研究,其主要涉及的内容为:根据人体生理结构,确定了下肢外骨骼各部分结构尺寸及各关节极限角度,并进行了动力学建模和仿真,得到关节力矩,介绍了可穿戴式负重外骨骼液压伺服控制原理,并根据控制原理及要求确定了液压驱动系统的总体方案;根据使用要求,对液压系统所设涉及到的元件进行了设计与选型,并对液压伺服系统进行了建模和分析,在建模过程中,考虑到各关节处的阀控缸模型搭建方法相同,为了避免重复,本文只对单关节液压伺服系统中的阀控非对称缸进行了模型的搭建和液压位置伺服控制系统传递函数的推导,并在Simulink平台上完成了系统模型的搭建和动态仿真;考虑到可穿戴式负重外骨骼电液伺服控制系统存在非线性、时滞等不确定因素,难以保证控制精度、稳定性及快速响应的问题,本文分别对PID控制器和模糊PID控制器进行了设计,并借助Simulink平台分别搭...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２国外研发的助力型下肢外骨骼样机??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]液压驱动型负重外骨骼机器人液压系统设计[J]. 周加永,张昂,莫新民,赵浩,纪平鑫. 机床与液压. 2016(21)
[2]外骨骼助力机器人研究现状与关键技术分析[J]. 周加永,莫新民,张昂,孟小净,赵浩,纪平鑫. 兵器装备工程学报. 2016(10)
[3]多关节外骨骼助力机器人发展现状及关键技术分析[J]. 宋遒志,王晓光,王鑫,汪阳. 兵工学报. 2016(01)
[4]外骨骼机器人的研究现状及发展趋势[J]. 邢凯,赵新华,陈炜,侍才洪,郭月,张西正. 医疗卫生装备. 2015(01)
[5]下肢外骨骼助行机器人研究现状及发展趋势[J]. 刘会勇,赵青. 机械设计与制造. 2013(08)
[6]外骨骼机器人发展趋势研究[J]. 李会营,王惠源,张鹏军,赵鑫,李传才. 机械工程师. 2011(08)
[7]基于模糊PID的助行外骨骼机器人控制研究[J]. 钟翠华,沈林勇,任昭霖,邵文韫. 机电工程. 2011(07)
[8]人体下肢外骨骼机器人的发展及关键技术分析[J]. 柯显信,陈玉亮,唐文彬. 机器人技术与应用. 2009(06)
[9]基于人类行走模型的步态特征提取方法研究[J]. 张博锋,张静茹,颜科,江苏苏,魏大名. 计算机应用与软件. 2009(05)
博士论文
[1]液压驱动下肢外骨骼机器人摆动相控制系统研究[D]. 靳兴来.浙江大学 2017
[2]混联下肢外骨骼的步态规划与控制研究[D]. 潘大雷.上海交通大学 2015
[3]非线性系统的滑模自适应控制及其在电液控制系统中的应用[D]. 管成.浙江大学 2005
硕士论文
[1]下肢外骨骼机器人电液伺服控制系统研究[D]. 胡飞.安徽工程大学 2017
[2]助力型下肢外骨骼机器人多信号融合感知系统研究[D]. 杨金江.浙江大学 2017
[3]人类负重外骨骼结构及其伺服控制系统设计研究[D]. 李渠成.浙江工业大学 2015
[4]模糊自适应PID在下肢外骨骼助力腿中的仿真研究[D]. 余正飞.厦门大学 2014
[5]下肢外骨骼机器人系统建模与仿真实验研究[D]. 崔谨想.哈尔滨工业大学 2014
[6]自主减重外骨骼下肢机器人的混合控制系统设计与实现[D]. 郑航明.电子科技大学 2014
[7]基于虚拟样机技术的PRMI外骨骼机器人步态仿真研究[D]. 黄瑞.电子科技大学 2013
[8]下肢外骨骼机器人跟随系统的研究[D]. 柴虎.南方医科大学 2013
[9]下肢外骨骼康复行走机器人控制系统设计[D]. 朱小标.上海交通大学 2013
[10]单兵助力系统设计与研究[D]. 袁辉.南京理工大学 2013
本文编号：3578969
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２国外研发的助力型下肢外骨骼样机??
％?ｉ??（ａ）气动样机?（ｂ）液压样机??图１－３浙江大学助力型下肢外骨骼样机??Ｆｉｇ．?１－３?Ｚｈｅｊｉａｎｇ?ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｌｏｗｅｒ?ｅｘｔｒｅｍｉｔｙ?ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ??ｆ．?ｉ?３??图１－４?ＥＬＥＢＯＴ样机?图１－５哈工大样机?图１－６?ＳＰＡＥＸ??Ｆｉｇ．?１－４?ＥＬＥＢＯＴ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?Ｆｉｇ．?１－５?Ａ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?ｏｆ?ＨＩＴ?Ｆｉｇ．
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【参考文献】：
期刊论文
[1]液压驱动型负重外骨骼机器人液压系统设计[J]. 周加永,张昂,莫新民,赵浩,纪平鑫. 机床与液压. 2016(21)
[2]外骨骼助力机器人研究现状与关键技术分析[J]. 周加永,莫新民,张昂,孟小净,赵浩,纪平鑫. 兵器装备工程学报. 2016(10)
[3]多关节外骨骼助力机器人发展现状及关键技术分析[J]. 宋遒志,王晓光,王鑫,汪阳. 兵工学报. 2016(01)
[4]外骨骼机器人的研究现状及发展趋势[J]. 邢凯,赵新华,陈炜,侍才洪,郭月,张西正. 医疗卫生装备. 2015(01)
[5]下肢外骨骼助行机器人研究现状及发展趋势[J]. 刘会勇,赵青. 机械设计与制造. 2013(08)
[6]外骨骼机器人发展趋势研究[J]. 李会营,王惠源,张鹏军,赵鑫,李传才. 机械工程师. 2011(08)
[7]基于模糊PID的助行外骨骼机器人控制研究[J]. 钟翠华,沈林勇,任昭霖,邵文韫. 机电工程. 2011(07)
[8]人体下肢外骨骼机器人的发展及关键技术分析[J]. 柯显信,陈玉亮,唐文彬. 机器人技术与应用. 2009(06)
[9]基于人类行走模型的步态特征提取方法研究[J]. 张博锋,张静茹,颜科,江苏苏,魏大名. 计算机应用与软件. 2009(05)
博士论文
[1]液压驱动下肢外骨骼机器人摆动相控制系统研究[D]. 靳兴来.浙江大学 2017
[2]混联下肢外骨骼的步态规划与控制研究[D]. 潘大雷.上海交通大学 2015
[3]非线性系统的滑模自适应控制及其在电液控制系统中的应用[D]. 管成.浙江大学 2005
硕士论文
[1]下肢外骨骼机器人电液伺服控制系统研究[D]. 胡飞.安徽工程大学 2017
[2]助力型下肢外骨骼机器人多信号融合感知系统研究[D]. 杨金江.浙江大学 2017
[3]人类负重外骨骼结构及其伺服控制系统设计研究[D]. 李渠成.浙江工业大学 2015
[4]模糊自适应PID在下肢外骨骼助力腿中的仿真研究[D]. 余正飞.厦门大学 2014
[5]下肢外骨骼机器人系统建模与仿真实验研究[D]. 崔谨想.哈尔滨工业大学 2014
[6]自主减重外骨骼下肢机器人的混合控制系统设计与实现[D]. 郑航明.电子科技大学 2014
[7]基于虚拟样机技术的PRMI外骨骼机器人步态仿真研究[D]. 黄瑞.电子科技大学 2013
[8]下肢外骨骼机器人跟随系统的研究[D]. 柴虎.南方医科大学 2013
[9]下肢外骨骼康复行走机器人控制系统设计[D]. 朱小标.上海交通大学 2013
[10]单兵助力系统设计与研究[D]. 袁辉.南京理工大学 2013
本文编号：3578969
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