无模型自适应外骨骼康复机器人：主动交互训练控制策略

本文主要探讨了一种创新的康复机器人技术，即"基于无模型自适应的外骨骼式上肢康复机器人主动交互训练控制方法"。这项研究发表在2016年第12期的《自动化学报》上，由王晓峰、李醒和王建辉三位作者共同完成。他们的工作重点在于设计一种智能的康复机器人系统，旨在帮助上肢残疾患者进行主动交互式康复训练。 核心概念包括无模型自适应控制，这是一种不需要精确动力学模型和参数识别的技术，能够根据实时的人机交互数据（通过力传感器采集的力矩信息）进行动态调整，使得机器人的动作更加平滑且符合用户的意图。这种设计旨在提高康复训练的个性化和自然度，减少对外部参数依赖，增强系统的实用性和通用性。 在控制器的设计上，首先利用力传感器采集人机交互力矩，将其作为主动运动意图的量化信号。然后，通过无模型自适应滤波算法处理这些数据，使其在实时环境中保持稳定。接下来，设计的人机交互阻抗控制器根据机器人末端点与参考轨迹的位置关系以及补偿力的信息，调节各个关节的给定目标速度，确保机器人能跟随和响应用户的动作。 为了实现精准的速度跟踪，文章还提出了一种结合无模型自适应和离散滑模趋近律的速度控制器，使得机器人能够有效地追踪目标速度，并在训练过程中进行必要的纠正。这种方法的优势在于其灵活性和抗干扰能力，即使在环境变化或外部因素影响下，也能保持康复训练的连续性和有效性。 这项研究为外骨骼式上肢康复机器人提供了一种新的控制策略，通过主动交互的方式，既提升了患者的康复效果，又降低了康复过程中的技术复杂性。该研究成果对于改善康复治疗体验和提升康复效率具有重要意义，也预示着未来康复机器人技术可能的发展方向。