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Updated: Feb 7, 2026

Customizing a Cryolite Glass Prosthetic Eye
Published on: October 31, 2019
非线性控制器设计的创新方法用于假肢膝盖的性能
Atif Rehman1, Rimsha Ghias2, Hammad Iqbal Sherazi3
1School of Interdisciplinary Engineering and Sciences, National University of Sciences and Technology, Islamabad, Pakistan.
这项研究介绍了对假膝关节的先进非线性控制策略,优化了下肢损失的个体的步态. 基于CoBA的控制器在模拟和硬件测试中表现出卓越的性能.
科学领域:
- 机器人和生物机械学
- 控制系统工程 控制系统工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 假肢膝关节对于恢复下肢损失的个体的行动能力至关重要.
- 现有的假膝盖面临着非线性动力学,移动过程中的干扰和不确定性等挑战.
- 需要先进的控制策略来提高假肢步行的自然性和适应性.
研究的目的:
- 为两度自由度假肢膝关节开发和评估新的非线性控制策略.
- 使用红狐优化算法优化控制器参数.
- 通过模拟和硬件循环测试来验证拟议的控制框架.
主要方法:
- 为假膝盖开发一个全面的非线性动态模型.
- 实现了三种强大的非线性控制器:集成滑动模式控制,条件超扭动滑动模式控制和条件适应性正型基于半确定的屏障功能的滑动模式控制 (CoBA).
- 使用红狐优化和通过利亚普诺夫理论进行稳定性分析的参数优化.
- 在 MATLAB/Simulink 中进行模拟,并使用 C2000 Delfino F28379D 微控制器对循环中的硬件进行验证.
主要成果:
- 与其他方法相比,基于CoBA的控制器表现出卓越的跟踪精度,更快的融合和更平滑的扭矩配置.
- 稳定性分析证实了在各种条件下控制器的稳定性.
- 模拟和硬件实验显示出密切一致,验证了控制框架的实际适用性.
结论:
- 提出的非线性控制策略,特别是CoBA方法,在假肢膝关节控制方面取得了重大进展.
- 红狐优化算法有效调整控制器参数以提高性能.
- 经过验证的控制框架为开发智能和自适应性假肢膝关节系统提供了一个有希望的基础.
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