一种基于康复训练机器人的阻抗自适应的运动控制方法

摘要

本发明公开了一种基于康复训练机器人的阻抗自适应的运动控制方法，其特征在于，由在线辨识器根据力传感器和位置传感器采集得到的患肢的作用力和位置计算出患肢的等效质量参数M_h、等效阻尼参数B_h和等效刚度参数K_h，再利用这些参数的变化量、及，对比例-微分-积分控制器的比例系数K_P，积分系数K_I和微分系数K_D进行修正，比例-微分-积分控制器输出的电机功率信号转变成力矩电机的驱动信号，用于控制力矩电机的工作。该控制方法可提高康复训练机器人的控制柔顺性和安全性。

主权项

1.一种基于康复训练机器人的阻抗自适应的运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1 采用力传感器（150）得到患肢的作用力，采用位置传感器（160）得到患肢的位置，再由在线辨识器（140）根据患肢的作用力和位置计算出患肢的等效质量参数M_h、等效阻尼参数B_h和等效刚度参数K_h，计算患肢的等效质量参数M_h、等效阻尼参数B_h和等效刚度参数K_h的方法是：利用力传感器（150）和位置传感器（160）对患肢的作用力和位置进行采样，采样次数为N次，且N>3，再根据患肢的动力学模型，采用最小二乘法就获得患肢阻抗参数M_h、B_h和K_h的在线评估值，患肢的动力学模型为：M_h、B_h、K_h分别为患肢的等效质量、阻尼和刚度，分别表示患肢的角度、角速度以及角加速度，为的一阶导数，为的二阶导数，步骤2 利用患肢的等效质量参数M_h、等效阻尼参数B_h和等效刚度参数K_h的变化量、及，对比例-微分-积分控制器（120）进行修正并计算得到u(t)，所述的比例-微分-积分控制器（120）为：其中，e(t)=，为机械臂的速度设定值，K_P，K_I和K_D分别为比例系数、积分系数、微分系数，对比例-微分-积分控制器（120）进行修正的方法是：令：，通常C为1，步骤3 将比例-微分-积分控制器（120）输出的电机功率信号转变成力矩电机（131）的驱动信号，用于控制力矩电机（131）的工作。