穿戴式下肢輔具之系統動態分析、鑑別與控制

Dynamic Analysis, Identification and Control of Wearable Lower Limb Orthosis

張祥均(Shiang-Chun Chang)

指導教授 ： 葉廷仁

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2007.00629

摘要

近年來老年人口比率逐步攀升，而伴隨著高齡化產生的肢體疾病則為退化性關節炎的產生。所以本文希望發展一種可穿戴式的下肢人體輔具來輔助不良於行的老年人，或是輔助運動傷害者行走。而本文的研究重點為以物理定律、數值模擬以及實驗鑑別建立肢體阻抗、行走動態與輔具動態模型之後利用模型資訊來設計控制系統滿足不同的要求。本文利用系統鑑別的結果，設計LQG/LTR+I控制器來控制輔具輔助力矩的多寡，並加入前饋輔具系統逆模型控制，以改善閉迴路控制之控制結果。 經由上樓梯、下樓梯與踩踏步機的實驗來驗證支撐腳模式與非支撐腳模式切換控制的控制策略，其中非支撐腳模式是作輔具彎曲角度的軌跡控制，並加入逆模型作遲滯補償。而支撐腳模式則是控制輔具輔助力矩追隨10％的膝關節力矩，此時膝關節力矩是用壓力鞋中的壓力負荷元與角度計等感測元件回饋之訊號來作計算。

關鍵字

人工肌肉 ； 逆模型控制 ； 輔具

並列摘要

無資料

並列關鍵字

air muscle ； inverse model control ； orthosis

參考文獻

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