| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第9-12页 |
| 1.2.1 串联弹性驱动器的应用 | 第9页 |
| 1.2.2 串联弹性驱动器结构 | 第9-11页 |
| 1.2.3 SEA力学模型及控制方法 | 第11-12页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第12-14页 |
| 第2章 串联弹性驱动器的性能分析 | 第14-27页 |
| 2.1 机器人力控制 | 第14-15页 |
| 2.1.1 传统机器人力控制 | 第14页 |
| 2.1.2 串联弹性驱动器与力控制 | 第14-15页 |
| 2.2 SEA最简模型的建立 | 第15-18页 |
| 2.2.1 线性弹簧的数学模型 | 第15-16页 |
| 2.2.2 控制系统的数学模型 | 第16页 |
| 2.2.3 驱动源数学模型 | 第16-18页 |
| 2.2.4 SEA最简模型动力学方程的推导 | 第18页 |
| 2.3 SEA最简模型系统性能分析 | 第18-26页 |
| 2.3.1 SEA的系统带宽 | 第18-21页 |
| 2.3.2 SEA的输出阻抗 | 第21-23页 |
| 2.3.3 SEA的耐冲击性 | 第23-24页 |
| 2.3.4 惯性负载自由运动对SEA的影响 | 第24-26页 |
| 2.4 小结 | 第26-27页 |
| 第3章 助行腿串联弹性驱动器系统设计 | 第27-43页 |
| 3.1 人体的运动机理研究 | 第27-30页 |
| 3.1.1 人体步态分析 | 第27页 |
| 3.1.2 人体下肢运动分析 | 第27-30页 |
| 3.2 串联弹性驱动器的结构设计 | 第30-31页 |
| 3.3 控制算法设计 | 第31-41页 |
| 3.3.1 控制方案的研究 | 第31-32页 |
| 3.3.2 人机系统模型的建立 | 第32-35页 |
| 3.3.3 基于线性二次型最优控制的反馈控制器设计 | 第35-38页 |
| 3.3.4 扰动观测器的设计 | 第38-41页 |
| 3.4 小结 | 第41-43页 |
| 第4章 串联弹性驱动器系统仿真分析 | 第43-52页 |
| 4.1 力跟随控制仿真分析 | 第43-47页 |
| 4.1.1 PD反馈控制器的性能仿真分析 | 第43-44页 |
| 4.1.2 基于扰动观测器的控制系统性能仿真分析 | 第44-47页 |
| 4.2 基于助行腿虚拟样机的力跟随控制仿真 | 第47-51页 |
| 4.2.1 助行腿虚拟样机的建立 | 第48-49页 |
| 4.2.2 力跟随控制仿真 | 第49-51页 |
| 4.3 小结 | 第51-52页 |
| 第5章 串联弹性驱动器系统的实验研究 | 第52-63页 |
| 5.1 实验平台的搭建 | 第52-54页 |
| 5.1.1 控制硬件原理 | 第52-53页 |
| 5.1.2 控制软件 | 第53-54页 |
| 5.2 系统调试 | 第54-55页 |
| 5.3 系统实验研究 | 第55-62页 |
| 5.3.1 扭簧线性度实验 | 第55-56页 |
| 5.3.2 控制系统性能实验分析 | 第56-58页 |
| 5.3.3 系统鲁棒性能实验 | 第58-59页 |
| 5.3.4 SEA与刚性轴输出对比实验 | 第59-62页 |
| 5.4 小结 | 第62-63页 |
| 结论 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-68页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第68-70页 |
| 致谢 | 第70页 |