基于肌电预测模型的下肢外骨骼自适应控制方法

孙国安, 赵明, 张廷丰, 张弼

doi:10.13705/j.issn.1671-6833.2025.03.012

郑州大学学报（工学版） ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 34 -41. DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2025.03.012

基于肌电预测模型的下肢外骨骼自适应控制方法

孙国安, 赵明, 张廷丰, 张弼

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摘要

为提高下肢康复机器人的适应性，实时响应患者意图和适应个体化运动需求，提出了一种基于肌电预测模型的下肢外骨骼自适应控制方法。该方法通过采集股二头肌、股直肌和股外侧肌的表面肌电信号，构建预测患者期望运动轨迹的肌电预测模型。针对系统的不确定性和模型误差，设计了一种自适应滑模控制器，结合肌肉激活度动态调整滑模参数，从而提高机器人的跟踪精度和柔顺性。对5名健康受试者进行实验，分别对肌电模型和滑模控制器进行测试。结果表明：肌电预测模型对髋关节的RMSE为7.94,对膝关节的RMSE为9.31,能够满足轨迹生成需求；相比传统PID控制，自适应滑模控制器的跟踪精度提高了28%,验证了所提方法的有效性。