智能仿生手仿真与控制算法研究：降低假肢设计成本

该论文深入探讨了"多自由度智能仿生手的联合仿真与控制算法"这一关键领域，由杨志明、田彦涛和徐卓君等人合作完成。智能假肢作为康复医学工程的重要组成部分，其在提升残疾人士生活质量方面扮演着至关重要的角色。为了优化假肢设计过程，减少实物样机开发所需的物资消耗和时间，论文作者利用了先进的虚拟技术，构建了一个高效的仿真系统。 首先，研究人员借助Adams软件创建了一个包含14个自由度的虚拟仿生手模型，模拟出高精度的手部运动和结构。Adams是一款强大的多体动力学仿真软件，能够精确模拟各种复杂机械运动，这对于理解和优化仿生手的运动控制至关重要。 接着，他们使用Matlab/Simulink平台构建了虚拟仿生手的控制系统。Matlab以其强大的数学计算能力和图形用户界面，被广泛用于控制系统的建模和仿真，而Simulink则提供了方便的模型设计和实时仿真环境。选择了一种简单但有效的PD控制器，PD控制是一种经典的反馈控制策略，它结合了比例(P)和微分(D)控制，能够有效地跟踪预定的运动轨迹。 论文的核心部分是实现了Matlab和Adams之间的协同仿真。这种联合仿真允许两个软件平台之间的数据交换，从而在虚拟环境中进行更全面和准确的性能测试，包括动态响应、稳定性和跟踪精度的评估。通过这种方法，仿真结果可以反映实际操作中的效果，从而帮助改进设计，并减少物理样机试验的次数和成本。 论文还提到了研究得到了吉林省科技发展重点项目和中国高校博士专项科研基金的支持，这体现了该研究的学术价值和实际应用背景。作者团队包括杨志明这位硕士研究生，以及田彦涛教授和徐卓君，他们在复杂系统建模、优化控制、分布式智能系统等领域拥有深厚的学术底蕴。 关键词“智能仿生假手”、“ADAMS”、“MATLAB”和“PD控制”揭示了论文的核心内容和研究技术，而“联合仿真”则强调了这项工作的创新之处。这篇论文不仅对智能假肢技术的发展有重要贡献，也为康复医学工程领域的仿真控制提供了新的方法论。 该论文提供了一种有效的方法来优化智能仿生手的设计过程，通过虚拟仿真和控制算法的结合，提升了假肢的性能和设计效率，对于假肢制造行业和康复医学具有实际应用价值。