康復(fù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù) 安全控制

第1章  緒論   1
1.1  國內(nèi)外下肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀   1
1.1.1  國外下肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀   1
1.1.2  國內(nèi)下肢康復(fù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀   4
1.2  不確定康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人跟蹤控制的研究現(xiàn)狀   5
1.3  狀態(tài)受限康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人跟蹤控制的研究現(xiàn)狀   6
1.4  康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動速度決策的研究現(xiàn)狀   7
1.5  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)相互作用跟蹤控制的研究現(xiàn)狀   8
1.6  本書的主要成果   9
參考文獻(xiàn)   11
第2章  康復(fù)機(jī)器人數(shù)學(xué)模型   17
2.1  康復(fù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)   17
2.2  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)系統(tǒng)偏移的運(yùn)動學(xué)模型   18
2.3  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)系統(tǒng)偏移的動力學(xué)模型   20
2.4  康復(fù)機(jī)器人具有電機(jī)驅(qū)動環(huán)節(jié)的動力學(xué)模型   22
2.5  本章小結(jié)   25
參考文獻(xiàn)   26
第3章  康復(fù)機(jī)器人執(zhí)行器故障的安全跟蹤控制   27
3.1  非線性冗余輸入系統(tǒng)描述   27
3.2  康復(fù)機(jī)器人冗余輸入模型   28
3.3  康復(fù)機(jī)器人魯棒非脆弱安全控制   30
3.3.1  魯棒非脆弱控制器的設(shè)計(jì)   30
3.3.2  穩(wěn)定性分析   31
3.3.3  仿真結(jié)果   33
3.4  康復(fù)機(jī)器人自適應(yīng)魯棒輸入約束安全控制   36
3.4.1  自適應(yīng)魯棒安全控制器的設(shè)計(jì)   36
3.4.2  輸入約束自適應(yīng)魯棒安全控制器的設(shè)計(jì)   38
3.4.3  穩(wěn)定性分析   39
3.4.4  仿真結(jié)果   42
3.5  康復(fù)機(jī)器人獨(dú)立于康復(fù)者質(zhì)量的魯棒安全控制   48
3.5.1  獨(dú)立于康復(fù)者質(zhì)量的特性分析   48
3.5.2  魯棒安全控制器的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析   49
3.5.3  仿真結(jié)果   52
3.6  本章小結(jié)   55
參考文獻(xiàn)   55
第4章  康復(fù)機(jī)器人各軸運(yùn)動速度直接約束的安全控制   57
4.1  康復(fù)機(jī)器人各軸跟蹤誤差系統(tǒng)描述   58
4.2  各軸速度直接約束安全控制   59
4.2.1  安全控制器的設(shè)計(jì)   59
4.2.2  仿真分析   62
4.3  各軸速度直接約束保性能安全控制   64
4.3.1  非脆弱保性能安全控制器的設(shè)計(jì)   64
4.3.2  仿真分析   70
4.4  各軸速度與加速度同時直接約束的安全控制   74
4.4.1  康復(fù)機(jī)器人不確定各軸跟蹤誤差系統(tǒng)描述   74
4.4.2  速度和加速度同時約束的控制器設(shè)計(jì)   77
4.4.3  仿真分析   80
4.5  本章小結(jié)   83
參考文獻(xiàn)   83
第5章  康復(fù)機(jī)器人具有安全速度性能的跟蹤控制   85
5.1  康復(fù)機(jī)器人安全速度性能補(bǔ)償跟蹤控制   86
5.1.1  安全速度性能的描述   86
5.1.2  Backstepping安全速度性能補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)   86
5.1.3  穩(wěn)定性分析   88
5.1.4  仿真結(jié)果   89
5.2  康復(fù)機(jī)器人安全速度性能迭代學(xué)習(xí)控制   93
5.2.1  人機(jī)不確定康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)描述   93
5.2.2  安全速度模型預(yù)測方法   93
5.2.3  安全速度性能自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器的設(shè)計(jì)   95
5.2.4  穩(wěn)定性分析   96
5.2.5  仿真分析   98
5.3  本章小結(jié)   102
參考文獻(xiàn)   103
第6章  康復(fù)機(jī)器人軌跡跟蹤誤差約束的安全控制   105
6.1  最優(yōu)軌跡跟蹤誤差安全預(yù)測控制   106
6.1.1  康復(fù)機(jī)器人預(yù)測模型的描述   106
6.1.2  安全預(yù)測控制   108
6.2  康復(fù)機(jī)器人安全運(yùn)動軌跡跟蹤控制   109
6.2.1  安全運(yùn)動軌跡的描述   109
6.2.2  跟蹤誤差約束的安全運(yùn)動軌跡控制   112
6.2.3  仿真分析   116
6.3  本章小結(jié)   120
參考文獻(xiàn)   120
第7章  康復(fù)機(jī)器人軌跡和速度同時跟蹤的安全控制   123
7.1  康復(fù)機(jī)器人的安全預(yù)測控制   124
7.1.1  康復(fù)機(jī)器人的預(yù)測模型   124
7.1.2  任意初始位置安全預(yù)測控制器的設(shè)計(jì)   125
7.1.3  仿真分析   128
7.2  康復(fù)機(jī)器人非脆弱安全預(yù)測控制   132
7.2.1  非脆弱安全預(yù)測控制器的設(shè)計(jì)   132
7.2.2  穩(wěn)定性分析   136
7.2.3  仿真分析   137
7.3  康復(fù)機(jī)器人速度和軌跡同時跟蹤的解耦安全控制   143
7.3.1  輸入輸出線性化解耦模型   143
7.3.2  安全控制器設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析   146
7.3.3  仿真分析   147
7.4  本章小結(jié)   148
參考文獻(xiàn)   149
第8章  康復(fù)機(jī)器人抑制人機(jī)作用力的安全控制   151
8.1  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)作用力的安全預(yù)測控制   151
8.1.1  基于冗余結(jié)構(gòu)特征的人機(jī)作用力觀測   151
8.1.2  最優(yōu)軌跡跟蹤預(yù)測控制器的設(shè)計(jì)   154
8.1.3  仿真結(jié)果   156
8.2  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)作用力識別的自適應(yīng)控制   161
8.2.1  人機(jī)作用力的模糊識別   161
8.2.2  自適應(yīng)跟蹤控制器的設(shè)計(jì)   163
8.2.3  仿真結(jié)果   165
8.3  康復(fù)機(jī)器人人機(jī)作用力辨識的隨機(jī)跟蹤控制   168
8.3.1  人機(jī)作用力辨識的隨機(jī)模型   168
8.3.2  隨機(jī)跟蹤控制器的設(shè)計(jì)   170
8.3.3  誤差系統(tǒng)穩(wěn)定性分析   174
8.3.4  仿真結(jié)果   175
8.4  本章小結(jié)   180
參考文獻(xiàn)   181
第9章  康復(fù)機(jī)器人有限時間隨機(jī)安全跟蹤控制   183
9.1  隨機(jī)質(zhì)量變化的康復(fù)機(jī)器人動力學(xué)模型   183
9.2  康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動速度約束   185
9.3  有限時間隨機(jī)安全跟蹤控制   187
9.4  仿真結(jié)果   191
9.5  本章小結(jié)   197
參考文獻(xiàn)   198
第10章  康復(fù)機(jī)器人速度決策的限時學(xué)習(xí)安全控制   201
10.1  具有不確定偏移量的人機(jī)系統(tǒng)動力學(xué)模型   202
10.2  基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的運(yùn)動速度決策方法   203
10.3  人機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動限時學(xué)習(xí)迭代控制方法   204
10.3.1  人機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動安全控制器的設(shè)計(jì)   204
10.3.2  跟蹤誤差系統(tǒng)穩(wěn)定性分析   204
10.4  仿真分析   207
10.5  本章小結(jié)   212
參考文獻(xiàn)   212
結(jié)論和建議   215