| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 引言 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状概述 | 第12-17页 |
| 1.2.1 仿人机器人的国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.2 气动人工肌肉的国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 课题相关技术的研究 | 第17-18页 |
| 1.4 课题研究意义、内容及方法 | 第18-21页 |
| 1.4.1 课题的研究意义与实用价值 | 第18-19页 |
| 1.4.2 主要研究内容和方法 | 第19-21页 |
| 第2章 人工腿的结构系统设计 | 第21-33页 |
| 2.1 人工腿的结构设计 | 第21-23页 |
| 2.1.1 髋关节的结构设计 | 第21-22页 |
| 2.1.2 膝关节的结构设计 | 第22页 |
| 2.1.3 踝关节的结构设计 | 第22-23页 |
| 2.2 人工腿的驱动装置选择 | 第23-26页 |
| 2.2.1 髋关节和踝关节的驱动装置 | 第23-24页 |
| 2.2.2 膝关节的驱动方式 | 第24页 |
| 2.2.3 气动人工肌肉的选择 | 第24-26页 |
| 2.3 基于PRO/E的人工腿三维运动仿真 | 第26-28页 |
| 2.4 系统元件选型 | 第28-32页 |
| 2.4.1 关节驱动器 | 第28-29页 |
| 2.4.2 气动控制阀 | 第29页 |
| 2.4.3 气动稳压装置 | 第29-30页 |
| 2.4.4 编码器 | 第30-31页 |
| 2.4.5 运动控制卡 | 第31-32页 |
| 2.4.6 其他硬件 | 第32页 |
| 2.5 本章小结 | 第32-33页 |
| 第3章 膝关节控制系统模型的建立 | 第33-55页 |
| 3.1 气动人工肌肉(PMA)实验建模 | 第33-44页 |
| 3.1.1 静态性能测试实验 | 第33-39页 |
| 3.1.2 静态数学模型的建立 | 第39-42页 |
| 3.1.3 气动人工肌肉动态模型 | 第42-44页 |
| 3.2 气动高速开关阀组的建模 | 第44-49页 |
| 3.2.1 气动高速开关阀的特性 | 第44-45页 |
| 3.2.2 PWM脉宽调制原理及在MATLAB中的应用 | 第45-46页 |
| 3.2.3 基于PWM的气动高速开关阀质量流量模型 | 第46-49页 |
| 3.2.4 气动高速开关阀组的等效质量流量模型 | 第49页 |
| 3.3 膝关节数学模型 | 第49-53页 |
| 3.3.1 膝关节控制原理 | 第49-50页 |
| 3.3.2 高速开关阀气动回路 | 第50-51页 |
| 3.3.3 膝关节动力学分析 | 第51-52页 |
| 3.3.4 膝关节控制对象建模 | 第52-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 第4章 人工腿膝关节运动控制策略仿真 | 第55-71页 |
| 4.1 控制信号的处理 | 第55页 |
| 4.2 膝关节的PID控制策略仿真 | 第55-59页 |
| 4.2.1 PID控制算法简介 | 第55-57页 |
| 4.2.2 膝关节PID控制模型的建立及仿真 | 第57-59页 |
| 4.3 膝关节的滑模变结构控制策略仿真 | 第59-69页 |
| 4.3.1 滑模变结构控制策略简介及基本原理 | 第60-61页 |
| 4.3.2 膝关节系统状态模型简化 | 第61-63页 |
| 4.3.3 滑模变结构控制系统设计 | 第63-65页 |
| 4.3.4 滑模变结构控制器仿真 | 第65-69页 |
| 4.4 本章小节 | 第69-71页 |
| 第5章 人工腿运动控制系统的实现 | 第71-81页 |
| 5.1 实验平台的开发 | 第71-73页 |
| 5.1.1 硬件方面 | 第71页 |
| 5.1.2 软件方面 | 第71-73页 |
| 5.2 人工腿控制系统的设计 | 第73-75页 |
| 5.2.1 髋关节和踝关节的控制方案 | 第73-74页 |
| 5.2.2 膝关节的控制方案 | 第74-75页 |
| 5.3 人工腿控制系统的实现 | 第75-80页 |
| 5.3.1 实验平台的搭建 | 第75-76页 |
| 5.3.2 关节步态轨迹的跟随实验 | 第76-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 第6章 总结与展望 | 第81-83页 |
| 6.1 总结 | 第81-82页 |
| 6.2 展望 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 致谢 | 第87-89页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第89页 |