智能假腿的CMAC控制与实例仿真

喻洪流^1,2，沈凌¹，赵展¹，徐兆红^1,3，钱省三²

1. 上海理工大学生物力学与康复工程研究所2. 上海理工大学管理学院3. 上海交通大学机械与动力学院

摘 要：针对智能假腿系统模型的非线性与参数的不确定性等系统特性,提出了一种基于小脑模型神经网络控制器（CMAC）的假腿实时智能控制方法。该方法首先根据一种自制的假肢膝关节自适应结构,建立了智能假腿摆动相动力学数学模型,以描述智能假腿膝关节阻尼器控制参数与摆动运动参数之间的直接耦合关系。以此动力学模型为控制对象,设计了一种基于PD-CMAC的假腿系统智能控制器,并进行了实例仿真。仿真结果表明,假腿膝关节可以很快（约在0.5s时间内）跟踪好目标曲线,具有良好的实时性与精度;此外,膝关节阻尼器针阀开口位置与相应的假腿膝关节的角速度变化具有明显的负相关性;可以通过对假腿阻尼器针阀开口位置的调节,达到假腿跟踪健康腿摆动步态的目的。

关键词：智能假腿;动力学模型;小脑模型控制器;