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申请/专利权人：昆明理工大学

摘要：本发明涉及下肢外骨骼机器人控制技术领域，且公开了一种饱和输入和外部干扰下的下肢外骨骼机器人控制方法，建立了下肢外骨骼的动力学模型，随后，采用饱和近似方法来逼近饱和输入函数，设置了一个自适应控制器，以提高系统的稳定性和性能。该饱和输入和外部干扰下的下肢外骨骼机器人控制方法通过自适应控制器从实际外骨骼的输入考虑了饱和输入，不同于其他未充分考虑饱和输入影响的方法，本发明将饱和输入情况下的控制问题转化为控制方向未知的非线性系统的控制问题，通过构建了一个自适应控制器来实时的在线抑制未知的外部干扰，其能够保证系统的稳定并且可以实现对参考轨迹的跟踪。

主权项：1.一种饱和输入和外部干扰下的下肢外骨骼机器人控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、建立下肢外骨骼动力学模型；S2、对饱和输入函数进行确定；S3、设置预设性能函数，对控制律和虚拟控制器和自适应律进行计算，用于对模型输出进行收敛；所述步骤S3的具体步骤如下：S3.1、设置预设性能函数；所述步骤S3.1中的预设性能函数表达式如下： 其中，ρt表示预设性能函数，ρ0、σ表示三个均为正数的参数，且e表示自然对数，t表示时间；S3.2、定义一个满足预设性能函数的变量Y；所述步骤S3.2中的函数的变量Y表达式如下： e1＝q-yd其中，e1表示系统的跟踪误差，q表示关节角度，yd表示光滑有界的参考信号，变量Y以及其对应的初始值Y0满足如下表达式：0Y2＜1-ρ0Y0ρ0其中，ρ0表示预设性能函数的初始值；S3.3、设置一个Lyapunov函数V；所述步骤S3.3中的Lyapunov函数V表达式如下： 其中，表示干扰项的估计误差，e2表示系统控制器α与系统的状态误差，表示大于0的参数，ln*表示对数函数；S3.4、对控制律和虚拟控制器和自适应律进行建立；根据Lyapunov函数V可得出所述控制律的表达式如下： 其中，Nζ表示Nussbaum函数，k2表示大于0的参数，sgn表示对内部值根据不同的条件分别取正负不同值，K表示已知变量且满足K＝Yρt1-Y2，表示系统控制器α的一阶导数，表示干扰项的估计值，且满足dis*表示干扰边界，cos*表示余弦函数，f表示系统已建模部分，表示大于0的参数，虚拟控制器和自适应律表达式如下： 其中，表示的一阶导数，α表示系统控制器，表示yd的一阶导数，表示对预设性能函数的一阶导数，k1和μ分别表示大于0的参数，表示对e2的一阶导数，表示对ζ的一阶导数；S4、对输出结果进行分析。

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