下肢外骨骼机器人控制技术与应用电子书

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前言

第1章 绪论

1.1 下肢外骨骼机器人概要

1.1.1 下肢外骨骼概念

1.1.2 下肢外骨骼应用

1.2 下肢外骨骼机器人的发展现状

1.2.1 国内下肢外骨骼的发展

1.2.2 国外下肢外骨骼的发展

1.3 下肢外骨骼机器人的控制方法

1.3.1 经典PID控制

1.3.2 灵敏度放大控制

1.3.3 自适应控制

1.3.4 神经网络控制

1.3.5 模糊控制

1.3.6 鲁棒控制

1.4 本章总结

参考文献

第2章 下肢外骨骼机器人建模

2.1 下肢外骨骼机器人运动学建模

2.2 下肢外骨骼机器人动力学建模

2.2.1 引言

2.2.2 单支撑状态模型

2.2.3 双支撑状态模型

2.3 本章总结

参考文献

第3章 外骨骼机器人自适应迭代学习控制

3.1 迭代学习控制

3.2 外骨骼神经网络迭代学习位置约束控制

3.2.1 引言

3.2.2 输出位置约束

3.2.3 控制算法设计

3.2.4 稳定性分析

3.2.5 仿真研究

3.2.6 小结

3.3 基于扩张状态观测器的外骨骼迭代学习控制

3.3.1 引言

3.3.2 扩张状态观测器

3.3.3 控制算法设计

3.3.4 稳定性分析

3.3.5 仿真研究

3.3.6 小结

3.4 不依赖模型的外骨骼自适应迭代学习控制

3.4.1 引言

3.4.2 控制算法设计

3.4.3 稳定性分析

3.4.4 仿真研究

3.4.5 小结

3.5 外骨骼增强神经自适应迭代学习控制

3.5.1 引言

3.5.2 控制算法设计

3.5.3 稳定性分析

3.5.4 仿真研究

3.5.5 小结

3.6 本章总结

参考文献

第4章 外骨骼机器人自适应阻抗控制

4.1 阻抗控制原理

4.2 基于名义模型的外骨骼阻抗控制

4.2.1 引言

4.2.2 阻抗控制器设计

4.2.3 稳定性分析

4.2.4 仿真研究

4.2.5 小结

4.3 外骨骼神经学习阻抗控制

4.3.1 引言

4.3.2 神经学习阻抗控制

4.3.3 稳定性分析

4.3.4 仿真研究

4.3.5 小结

4.4 基于运动意图估计的外骨骼阻抗控制

4.4.1 引言

4.4.2 运动意图估计

4.4.3 控制器设计

4.4.4 仿真研究

4.4.5 小结

4.5 本章总结

参考文献

第5章 液压驱动外骨骼机器人控制技术

5.1 液压驱动系统

5.1.1 引言

5.1.2 液压驱动器原理

5.1.3 外骨骼液压驱动系统结构

5.1.4 液压驱动系统动态模型

5.2 液压驱动外骨骼采样控制

5.2.1 引言

5.2.2 外骨骼离散时间模型

5.2.3 控制器设计

5.2.4 稳定性分析

5.2.5 仿真研究

5.2.6 小结

5.3 液压驱动外骨骼自适应反步控制

5.3.1 引言

5.3.2 控制器设计

5.3.3 稳定性分析

5.3.4 仿真研究

5.3.5 小结

5.4 基于干扰观测器的外骨骼液压驱动关节滑模控制

5.4.1 引言

5.4.2 控制器设计

5.4.3 稳定性分析

5.4.4 仿真研究

5.4.5 小结

5.5 外骨骼液压驱动系统输出反馈重复学习控制

5.5.1 引言

5.5.2 扩张状态观测器

5.5.3 输出反馈控制器设计

5.5.4 稳定性分析

5.5.5 仿真研究

5.5.6 小结

5.6 本章总结

参考文献

第6章 受非线性约束的外骨骼机器人控制技术

6.1 液压驱动外骨骼系统的约束问题

6.2 受输出约束的液压驱动外骨骼自适应控制

6.2.1 引言

6.2.2 控制器设计

6.2.3 稳定性分析

6.2.4 仿真研究

6.2.5 小结

6.3 外骨骼液压驱动关节输出约束容错控制

6.3.1 引言

6.3.2 外骨骼执行器故障模型

6.3.3 容错控制器设计

6.3.4 稳定性分析

6.3.5 仿真研究

6.3.6 小结

6.4 受死区约束的外骨骼液压驱动器神经网络控制

6.4.1 引言

6.4.2 执行器死区模型

6.4.3 状态反馈方法

6.4.4 输出反馈方法

6.4.5 仿真研究

6.4.6 小结

6.5 本章总结

参考文献

第7章 柔性关节下肢外骨骼控制技术

7.1 柔性关节外骨骼

7.2 柔性关节外骨骼模型与控制方法

7.2.1 自适应方法

7.2.2 奇异摄动法

7.2.3 输入整形法

7.2.4 智能控制法

7.3 基于奇异摄动的柔性关节下肢外骨骼自适应控制

7.3.1 引言

7.3.2 奇异摄动

7.3.3 控制器设计

7.3.4 仿真研究

7.3.5 小结

7.4 柔性关节外骨骼模糊反演控制

7.4.1 引言

7.4.2 模糊控制器设计

7.4.3 稳定性分析

7.4.4 仿真研究

7.4.5 小结

7.5 基于观测器的外骨骼自适应控制

7.5.1 引言

7.5.2 基于观测器的控制设计

7.5.3 稳定性分析

7.5.4 仿真研究

7.5.5 小结

7.6 本章总结

参考文献

第8章 外骨骼系统实现与应用

8.1 引言

8.2 基于完整动力学的外骨骼自适应控制设计与应用

8.2.1 液压驱动外骨骼系统结构

8.2.2 外骨骼传感器配置

8.2.3 含液压动态的完整动力学模型

8.2.4 控制器设计

8.2.5 实验研究

8.2.6 小结

8.3 外骨骼系统混合控制设计与应用

8.3.1 混合控制外骨骼系统结构

8.3.2 外骨骼传感器配置

8.3.3 混合控制策略与控制器设计

8.3.4 实验研究

8.3.5 小结

8.4 本章总结

参考文献

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