康复机器人具有速度决策的每步限时学习控制方法

作     者：单芮 孙平 王硕玉 SHAN Rui;SUN Ping;WANG Shuo-yu

作者机构：沈阳工业大学人工智能学院沈阳110870 高知工科大学智能机械系统工程学院日本高知7828502 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2024年第39卷第8期

页      面：2679-2684页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61903261) 辽宁省自然科学基金项目(2019ZD0203) 

主　　题：康复步行训练机器人 每步限时学习 运动速度决策 迭代学习控制 人机速度协调 主动康复训练 

摘      要：为了提高康复步行训练器人的智能性和安全性,提出一种运动速度决策的康复训练机器人限时学习迭代控制方法,目的是抑制训练者位姿不确定性和人机速度不协调对系统安全性能的影响.建立具有系统不确定偏移量的康复步行训练机器人动力学模型,通过比较康复训练机器人当前的运动速度和训练者的实际步行速度,提出机器人运动速度的决策方法,从而使康复者在主动训练模式下实现人机速度协调运动;进一步,利用机器人决策的运动速度和动力学模型建立跟踪误差系统,提出有限学习时间的迭代控制方法,并基于Lyapunov理论验证跟踪误差系统的有限时间稳定性.仿真对比分析和实验结果表明,所提出的速度决策方法和跟踪控制方法能使人机系统协调地进行主动模式的康复训练.