一、具有非驱动关节的机器人控制研究（论文文献综述）
郭铅铅[1]（2021）在《GGZ-18型合股机自动上盘机器人的仿真研究》文中提出钢丝绳合股过程是钢丝绳生产过程中重要的环节,合股机是钢丝绳生产的主要设备之一。针对咸阳宝石钢管钢绳有限公司钢丝绳生产过程中合股环节所面临的上盘过程繁琐、工作效率低的问题,为提高合股机的生产效率、降低工人劳动强度和人工成本,结合GGZ-18型合股机的结构和工艺要求,设计出了一套自动化上盘机器人,完成了GGZ-18型合股机自动上盘机器人的整体结构设计。基于机器人运动学理论进行了自动上盘机器人运动学分析,得出自动上盘机器人运动学方程,并对自动上盘机器人正运动学和逆运动学进行求解,验证了运动学方程的正确性。为了建立准确的自动上盘机器人动力学模型,应用CAD方法获取自动上盘机器人动力学参数,然后基于牛顿-欧拉动力学方法对自动上盘机器人进行动力学建模,为建立力矩前馈控制模型奠定了基础。针对传统PID控制的工业机器人存在位置跟踪精度较低的问题,进行了力矩前馈控制方法的研究,基于MATLAB建立自动上盘机器人仿真模型,并通过该模型实现了力矩前馈控制仿真。与传统PID控制相比,利用力矩前馈控制可使自动上盘机器人关节轨迹追踪误差降低24%-28%,证明了力矩前馈控制在提升GGZ-18型合股机自动上盘机器人关节轨迹跟踪精度方面具有明显效果。本文设计的自动上盘机器人满足了车间生产的需要,提高了生产效率,有利于钢丝绳生产车间自动化水平的提升,具有一定的社会效益和经济效益。
邵念锋[2]（2021）在《基于SEA的柔性关节机器人动力学与柔顺控制研究》文中进行了进一步梳理随着人工智能、智能传感与大数据等科技不断发展,机器人逐渐被赋予与外界交互、模拟人类甚至自主学习等新能力。然而目前机器人面临的工作任务愈加复杂,其柔顺性能力尚显不足。柔性执行器由于具有抗冲击与安全人机交互等优点,正逐渐成为机器人研究的一种趋势。因此,本文基于串联弹性驱动器（Series elastic actuator,SEA）作为机器人被动柔顺关节执行机构,能实现机器人关节被动柔顺控制,有效地提升人机共融的安全性。但由于机器人关节引入柔性单元,使得整体控制系统复杂度提升,为此本文针对柔性关节机器人动力学与柔顺控制策略进行研究,设计稳定可靠的柔顺控制算法,主要研究内容如下:（1）SEA系统数学建模及其特性分析。建立SEA系统柔性单元、控制单元与驱动单元数学模型,根据位置源、速度源与力源控制法建立SEA系统开环与闭环传递函数,通过频率法分析系统稳定性;并根据力源控制系统对主动与被动阻抗特性研究,分析表明SEA系统具有低输出阻抗特性,对SEA的柔性关节机器人动力学模型建立与特性分析提供理论基础。（2）基于拉格朗日方程推导柔性关节机器人动力学模型。根据合理假设得到柔性关节机器人完整动态方程,SEA柔性元件将其完整动态方程解耦为电机端与连杆端动态方程,得到其简化动力学模型;系统分析其动态方程特性,对其关节动力学特性与SEA柔性元件动力学性能进行仿真研究。结果表明:串联弹性驱动关节机器人动力学被动柔顺性能良好,为柔顺性控制策略研究提供重要理论依据。（3）基于笛卡尔阻抗模型的滑模变结构控制策略研究。在关节空间动力学模型的基础上,建立柔性关节机器人笛卡尔空间末端接触动力学方程;对位置内环的笛卡尔阻抗控制仿真分析研究;基于双曲正切滑模切换函数改进滑模变结构控制策略,结合笛卡尔阻抗滤波轨迹,提出一种改进笛卡尔阻抗滑模变结构控制律,采用Matlab/Simulink仿真分析验证主动柔顺控制策略的有效性。结果表明:改进笛卡尔阻抗滑模变结构能够提高串联弹性驱动关节机器人系统轨迹跟踪能力。（4）柔性关节机器人柔顺性控制联合仿真分析。在联合方法仿真平台中,搭建Adams柔性关节机器人机械系统与MATLAB/Simulink控制系统;与传统笛卡尔阻抗PD策略仿真对比分析,笛卡尔阻抗滑模变结构控制策略可较好缓冲接触力突变,降低动态冲击接触力峰值,使机器人与阻力环境交互接触时具有较强顺应性;通过静态与动态冲击分析可知,主/被动柔顺系统具有较强的稳定性和抗冲击接触柔顺性。综上所述,机器人串联弹性驱动关节融合笛卡尔阻抗滑模变结构控制策略,取得良好地关节被动柔顺与主动柔顺性能,具有一定的学术研究价值,对人机交互柔顺控制研究具有重要实践意义。
顾锡阳[3]（2021）在《装弹机器人控制系统研究》文中指出机器人技术是各国争先发展的重点,机器人在工业上得到了广泛的应用,而其在军事领域的运用也已提上日程,在军舰上,一般依靠人力完成火炮的弹药装填,不仅工作效率低下,而且占用军舰上的人员编制,战时也存在巨大的人员伤亡风险。针对上述背景,本文在充分调研相关的国内外先进机器人发展态势的前提下,提出一套基于嵌入式技术的装弹机器人控制系统,以代替人工作业,完成火炮的弹药装填任务。本文在深入调研国内外装弹机器人相关技术的前提下,根据装弹机器人控制系统的功能需求,选择合适的装弹机器人构型,设计装弹机器人的硬件平台时,通过分析不同的驱动方式和控制系统架构的优缺点,根据任务目标选择未来的主流方案,通过对比选择最合理的软件平台。针对装弹机器人的构型使用标准D-H法则建立连杆坐标系,使用仿真软件对求解运动学方程获得的正逆解进行仿真。在关节空间对不同多项式插值的特性进行分析,通过笛卡尔空间插补弥补关节空间轨迹规划的不足之处,利用BP神经网络对电机控制进行优化,对7段S型加减速曲线进行精简后,得到5段S型曲线以减少启停阶段对关节电机的冲击。完成硬件部分模块的设计,硬件部分完成后对嵌入式系统进行软件架构的设计,将μC/OS-Ⅲ系统移植至STM32,最后采用多任务系统的设计思想完成文件系统任务、调零任务、弹体搬运任务、示教任务和监测任务的设计。
刘在阳[4]（2021）在《电机驱动四足机器人控制系统与多步态控制方法研究》文中进行了进一步梳理随着仿生机器人技术的不断发展,仿生机器人的的应用领域变得更加广泛,由于不同的功能需求,各式各样的仿生机器人呈现在大众面前。陆地移动机器人根据运动方式的差异,可以分为轮式移动机器人,履带式移动机器人以及足式移动机器人。相较于轮式移动机器人和履带式移动机器人,腿足机构具备很高的灵活性,因此足式机器人在自然环境下作业有着巨大的优势。目前,仿照四足哺乳动物的运动方式,大量的研究团队开展了对四足机器人的研究。其中,电机驱动四足机器人凭借其控制简单及维护方便等优势成为当今研究的热点。而要实现其不同场景下的应用,研发高性能的控制系统及实现多种步态的控制算法至关重要。为此,本论文基于开源机器人仿真软件Webots以及山东大学机器人中心自主开发的电机驱动四足机器人物理平台,对四足机器人的控制系统,多种步态控制方法进行研究分析并进行了仿真实验验证。主要内容如下:（1）单腿建模与单腿测试平台的实验验证。构建四足机器人单腿关节坐标系,计算单腿的正逆运动学及动力学,基于单腿虚拟模型实现了单腿的自由下落与连续弹跳,并通过多次实验及参数调整在单腿测试平台上验证了其可行性。（2）高频率,高实时性,高稳定性四足机器人控制系统设计与实现。本文通过软硬件相结合的方式,并遵循稳定实时且高容错性的原则,实现了控制频率达到1KHz的控制系统。硬件上选择Kontron ECX-BDW-U工控机,搭载QNX操作系统,ELMO Gold系列高性能驱动器,并通过EtherCAT总线技术实现了数据通信。软件上通过绑定内核的方式对CPU进行任务分配,使用多线程技术,包含数据记录线程,CoE邮箱线程,四足机器人控制算法线程,TCP/IP线程,实现了控制系统的高稳定和高频率特性。另外,设定驱动程序为非阻塞模式,保证了系统的实时性和稳定性。（3）基于模型预测控制计算最优足底力实现多步态控制及步态切换方法。设计步态规划器实现四足机器人的多种步态,如步行、对角小跑、四足跳跃、双足跳跃等步态。根据简化的四足机器人模型,构建机器人状态空间方程,根据期望的步态周期判断机器人当前所处相位,若为摆动相,则进行单腿摆动控制,若为支撑相,则将模型预测控制转化为二次规划问题计算最优足底力,最终实现四足机器人的多步态控制。最后,在开源动力学仿真软件Webots中,对上述方法进行了仿真实验验证。
罗聪[5]（2021）在《基于空间向量的四足机器人动力学建模与控制方法研究》文中指出与轮式和履带式移动机器人不同,四足式机器人能更好的适用于各种非结构化地形,具有良好的越障能力,机动性强,具有广泛的应用前景。由于四足机器人自由度高,动力学建模繁杂困难、计算量大,控制算法复杂,难以满足实际使用要求。为此,本文重点围绕四足机器人的动力学建模与控制方法开展研究,主要工作如下:首先在国内外四足机器人常见构型的基础上,提出了一种连杆传动的四足机器人结构方案。在分析传统牛顿欧拉迭代算法的基础上,研究了更高效的基于空间向量的牛顿欧拉迭代算法,并通过融合复合刚体算法,建立了四足机器人逆动力学模型。结合模型预测控制算法、二次规划和整体控制算法,设计一种了基于逆动力学的控制框架。其中,模型预测控制器和二次规划为整体控制器提供预估接触反力;整体控制器实现了任务分级,并利用建立的整体动力学模型完成关节扭矩解算。在开源仿真环境中部署了动力学模型与控制框架,验证了动力学建模的准确性与控制框架的鲁棒性。围绕上述研究研制了四足机器人实验样机。开展了多组足端位置实验和有无整体控制器的行走对比试验,有效验证了控制框架的有效性和鲁棒性。本文所提出的基于空间向量的四足机器人动力学建模方法与控制框架,有效实现了四足机器人动力学建模与鲁棒控制,为四足机器人的动力学建模与控制方法应用提供了重要参考和实验依据。
李子建[6]（2021）在《下肢外骨骼机器人系统设计研究与试验分析》文中研究指明为解决老龄、残障人士助力助行的问题,结合日趋成熟的机器人技术,开发可穿戴的下肢外骨骼机器人的装置,辅助恢复步行障碍患者的机体功能。本文依托江苏省产业前瞻与共性关键技术重点项目:敏捷性助老助残外骨骼机器人关键技术研发,开展了下肢外骨骼机器人的相关研究:第一,完成下肢外骨骼机器人关节自由度配置和下肢机构基本参数;设计串型弹性驱动器的外骨骼柔性驱动关节,进行驱动模块的主要零部件选型;借鉴传统刚性外骨骼,开展外骨骼机器人的腰背部、腿部、脚部等柔性支撑件与柔性连杆的机构研究;基于主要支撑零部件的三维模型,结合各类材质的材料属性,利用Solidworks Simulation完成主要支撑零部件的力学性能校核;完成机器人总体虚拟样机设计,并进行人体步态的Adams运动模拟仿真。第二,对下肢外骨骼机器人进行模型分析,模型采用下肢外骨骼机器人机械结构简化出的二连杆模型,结合Matlab的Robotic Toolbox进行运动学的正、逆解得到机器人末端点和关节角度之间的关系,其仿真结果符合人的步态习惯;下肢外骨骼机器人的动力学采用拉格朗日法,分析系统的动能和势能,求出各个关节驱动所需要的扭矩;步相切换采用基于逻辑回归的机器学习算法,为后续下肢外骨骼机器人控制系统的研究建立了基础。第三,基于CAN总线技术,提出下肢外骨骼机器人的分布式控制系统框架;根据控制系统的总体方案,分别从上位机、传感器和运动控制模块构建下肢外骨骼机器人完整的控制系统硬件平台;结合实际应用中下肢运动特点,设计助力控制模式,完成人机控制系统交互通道的创建,设计出基于阻抗控制原理的最小作用力控制算法;针对电驱关节搭建关节实验平台,在PID控制原理的基础上完成了伺服控制器电流环、速度环和位置环的设计,并进行电驱关节的PID调参,完成电驱关节的三环整定。第四,进行下肢外骨骼机器人系统的集成,研制出下肢外骨骼机器人实验样机,并针对样机的机械性能进行评估和验证;依托研制出的下肢外骨骼机器人实验样机为平台,进行了穿戴者完成典型动作测试试验和助力效果试验,对其运动特性和工作性能进行评估,验证理论研究结果;进行下肢外骨骼机器人穿戴实验,分析穿戴前后助力效率。第五,通过相关试验得出结论:下肢外骨骼机器人系统以扭矩传感器、磁编码器跟随人体运动时,没有产生明显的冲击;随着位置信号的变化,扭矩传感器除了步态切换时产生扭矩突变,大部分时间扭矩值为零,证实基于最小作用力原理的控制算法助力效果明显;分析慢走和快走模式的扭矩和加速度周期曲线,得出慢走助力平均峰值扭矩15.3N.m,快走助力平均峰值扭矩18.2N.m;电机跟随扭矩传感器时间为0.02s,符合外骨骼助力行走实际需求;外骨骼机器人穿戴后心率降低了1%～7%,且快走比慢走模式,助力效果更加明显。
鲍宁[7]（2020）在《六自由度工业机器人动力学前馈控制方法研究》文中研究表明随着“智能制造”在工业、制造业等方面的提出和推广,工业机器人在推动“智能制造”的实现方面越来越发挥着不可忽视的作用,其中,六自由度工业机器人因为有着更高的灵活性而被广泛应用。而现有的六自由度工业机器人系统大多采用反馈增益为常量的PID控制,对机器人的动态控制有所欠缺。本文将PID控制算法、机器人动力学模型和前馈控制算法相结合,解决了 PID控制在机器人轨迹跟踪方面的滞后性问题,从而有效的提升了六自由度工业机器人控制系统的动态响应速度和轨迹精度。具体工作内容如下:首先,针对机器人系统采用传统脉冲方式实时性差、无法结合机器人模型实现前馈控制的问题,搭建了采用高速EtherCAT总线的机器人控制系统研究平台,为研究六自由度工业机器人运动学、动力学模型以及前馈控制创造了条件。其次,通过建立坐标系创建了六自由度工业机器人改进型的D-H参数模型,推导并建立了本次课题的六自由度工业机器人运动学模型,并且进行了仿真验证,为建立准确的机器人动力学模型打下了基础。然后,详细研究了机器人动力学模型参数辨识方法,建立了准确的六自由度工业机器人动力学模型。首先对通过迭代形式的牛顿-欧拉法创建的动力学模型进行线性化和参数重组;其次设计了进行动力学模型辨识的最优激励轨迹;然后选取了适当的低通滤波和零相位滤波以及平滑滤波方案对采集数据进行滤波处理以消除高频噪声干扰,选取了中心差分法计算出关节速度和加速度;最后通过最小二乘法对模型参数进行估算并且对所辨识参数进行验证,从而获得了准确的机器人动力学模型。最后,对六自由度工业机器人动力学力矩前馈控制系统进行了分析研究。基于辨识的动力学模型,搭建了基于Simulink的PD+机器人动力学模型前馈控制仿真系统,在本次课题开发的机器人控制系统平台上开展了前馈控制实验。通过仿真结合实验验证了 PD+动力学模型前馈控制方法的有效性,通过该方法改善了机器人的动态响应特性,提高了机器人轨迹跟踪精度。
周聪[8]（2020）在《可穿戴式绳驱动踝关节康复机器人设计研究》文中提出随着我国社会老龄化程度的加剧,由老年疾病或运动损伤所带来的下肢运动障碍患者大量增加,我国的康复医疗资源供应面临巨大的挑战。利用康复机器人帮助患者进行康复训练治疗,可以有效缓解目前康复医疗资源短缺的现状。本文旨在研发一款穿戴式踝关节康复机器人,具备帮助患者进行早期的被动康复训练与后期的行走步态康复训练治疗的功能。本文主要的研究内容如下:首先,针对目前可穿戴踝关节结构设计中存在的结构复杂、穿戴式舒适性与安全性能差等问题,本文提出了基于单套索驱动系统的结构设计方案。利用套索远距离驱动的原理将驱动端与穿戴端分离,简化了穿戴端的结构复杂性,同时减轻了穿戴端的重量,提高了穿戴舒适性。此外,基于绳索驱动与棘轮棘爪原理设计了关节双向锁死机构,能够在任意角度锁死踝关节,保证患者在康复训练中的安全性。其次,针对目前康复机器人传感系统步态检测准确性不高的问题,提出了基于多传感器信息融合的机器人传感系统,分别检测脚掌、踝关节与小腿的运动与姿态数据。然后,基于传感器的人体步态特征数据,提出了基于多条件约束的零速区间检测与步态特征动作识别的步态检测算法,实现了较高准确率的人体步态检测。再次,基于康复机器人整体结构与踝关节的康复训练需求设计了机器人的控制系统。基于单套索驱动系统单向拉伸的特点,采用库伦摩擦模型简化计算过程对其进行了驱动力分析。在以速度控制为内环的基础上,提出了驱动电机的位置与力矩策略,并在此基础上结合传感系统采集的步态特征数据提出了被动康复训练以及行走步态康复训练控制策略。最后,设计了碳纤维预浸布热压成型的工艺流程,使用碳纤维预浸布制作了小腿弧形护板,再与其他部件组装后制作了实验原理样机。结合传感系统与高速摄像系统进行人体步态特征动作的传感器数据标定实验。然后通过步态识别实验,验证了步态识别算法的准确性。本文最后进行了模拟被动康复训练实验与行走步态康复实验,验证了机器人整体系统的有效性。
王丙柱[9]（2020）在《多位姿下肢康复机器人控制系统设计与实验分析》文中指出随着医工技术和机器人技术的不断发展,以及市场需求,下肢康复机器人逐渐得到发展,凭借其不知疲倦的进行高精度、高反馈速度的训练,使得患者的康复周期大大缩短。但训练模式的单一和场景的单调,以及不具有像理疗师那样具体针对性的训练,也是目前下肢康复机器人存在的不足之处,使得下肢康复机器人的推广应用受到一定的限制。为此,本文基于反馈思想和针对患者指定个性化训练方案的需求,进行下肢康复机器人控制系统的设计研发,具体内容如下:1、将患者和机器人视作一个整体,即在康复机器人机械腿连杆上,施加患者腿部载荷,针对下肢康复机器人卧式姿态和坐式姿态的不同,进行动力学和运动学分析,为后续控制系统设计和电机选型提供理论依据。分别对卧式、斜卧式和坐式三种不同姿态的运动空间进行了研究分析和对不同的运动模式进行了轨迹规划,推导出相应的数学模型,并通过Matlab软件进行仿真分析,以判断所规划的轨迹和运动空间是否满足需求,为患者的训练有效性和安全性提供重要的保障。2、为了提高下肢康复机器人训练模式种类的多样性以其适用于不同患者,进行了康复训练运动控制策略研究,利用近期提出的离子运动算法并对其进行优化,同时结合分数阶中可研究任意阶次的微分和积分算子且导数具有记忆性等理论对传统的PID控制器进行了设计,提高了对系统多输入多输出信息的响应速度。针对不同的训练效果,设计出多种关节单动、关节联动的被动训练模式。设计出基于下肢表面肌电信号激励的主动康复训练控制策略和基于人体足底压力反馈的主动控制策略。丰富了康复训练的模式,提高了患者的安全性、积极性与参与感。3、针对下肢康复机器人的结构特点、控制策略的设计方案与运动模式的方案需求,对控制系统的硬件和软件系统分别进行详细全面的设计,选出合适的电气元件,并进行正确的布线。利用基于VB6.0、Lab VIEW和MATLB等编程语言,完成对整个控制系统上位机和下位机软件系统的整体设计。4、通过具体实验,对被动训练的不同运动模式的控制效果进行了测试。对轨迹规划的仿真结果进行了轨迹跟踪与角速度跟踪分析。对基于表面肌电信号和基于足底压力信号激励的主动模式有效性分别进行了测试,同时对被动模式与虚拟现实系统的同步性进行了验证。本文对多位姿下肢康复机器人的控制系统进行了软硬件设计;在多传感器融合信息交互搭建、基于下肢表面肌电信号激励的主被动训练模式、基于压力信息反馈的主动训练模式方面具有一定的特色;在被动训练控制策略方面,创新设计了基于动态惯性权重混沌离子运动算法优化的分数阶PID控制器。
朱正阳[10]（2020）在《下肢外骨骼机器人的人机相容特性研究》文中研究说明下肢外骨骼机器人穿戴贴合人体轮廓、动力输出适应人体运动特征的性质称为人机相容特性。本课题旨在设计一种下肢外骨骼机器人,使其能够穿戴在人体下肢,增强运动灵活性,提高穿戴舒适性,具有较好人机相容性。穿戴者在平地及台阶行走时,下肢外骨骼机器人可以为髋关节和膝关节的屈曲与伸展提供柔性助力,缓解穿戴者关节载荷,提升运动效能。本文的主要内容:（1）进行人体在复杂地形的行走试验,获得人体在复杂地形的行走特性。平地运动时,髋关节和膝关节最大屈曲角度分别为21.74°、52.38°,最大伸展角度分别为13.71°、1.16°,外股四头肌肉力最大值49N。台阶地形运动时,髋关节和膝关节最大屈曲角度分别为34.61°、79.02°,上台阶时,内股四头肌肉力最大值90N,下台阶时,腘绳肌肉力最大值35N。上斜坡时,髋关节最大伸展角度为17.82°,下斜坡时,髋关节最大屈曲角度为3.42°,腘绳肌肉力与臀大肌肉力最大值分别为36N、53N。（2）基于人机相容特性,提出下肢外骨骼机器人的3种设计方案,通过求解形态学矩阵,确定最优设计方案。绘制下肢外骨骼机器人的结构图,通过运动学与动力学分析,确定下肢外骨骼机器人的具体结构,完成驱动模块的选型,设计相关附件。（3）基于人机协同控制策略,建立一种新型信号判断模式。针对下肢外骨骼机器人的控制结构,设计下肢外骨骼机器人的控制流程,根据平地及台阶地形的运动特性,建立不同运动地形的判断准则。（4）利用UG软件进行运动仿真分析,平地运动时,穿戴者与下肢外骨骼机器人髋关节和膝关节的角速度范围分别为-1.72～2.48rad/s、-5.42～5.13rad/s;台阶运动时,穿戴者与下肢外骨骼机器人髋关节和膝关节的力矩范围分别为-5.46～5.52N·m、-14.62～5.03N·m。利用ANSYS软件进行有限元分析,平地运动时,穿戴者与下肢外骨骼机器人髋关节和膝关节的网状结构最大应力分别为0.03MPa、0.008MPa;台阶运动时,穿戴者与下肢外骨骼机器人髋关节和膝关节的网状结构最大应力分别为0.035MPa、0.078MPa。仿真结果与理论结果的近似误差均小于1%,说明穿戴者与下肢外骨骼机器人具有较好的人机相容性。研究下肢外骨骼机器人的人机相容特性,可以提升下肢外骨骼机器人的设计水平,增强穿戴舒适性,提高运动灵活性,具有重要的科学意义、社会价值和应用前景。
二、具有非驱动关节的机器人控制研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、具有非驱动关节的机器人控制研究（论文提纲范文）
（1）GGZ-18型合股机自动上盘机器人的仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工业机器人研究现状 |
| 1.2.2 工业机器人控制方法研究现状 |
| 1.3 主要内容简介 |
| 1.4 本文章节安排 |
| 第二章 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人总体方案 |
| 2.1 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人总体方案设计 |
| 2.2.1 自动上盘机器人移动机构方案设计 |
| 2.2.2 自动上盘机器人调整姿态模块设计 |
| 2.2.3 自动上盘机器人末端执行机构设计 |
| 2.2 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人运动方向安全保护装置设计 |
| 2.2.1 自动上盘机器人纵向运动安全保护装置设计 |
| 2.2.2 自动上盘机器人横向运动安全保护装置设计 |
| 2.2.3 末端执行机构运动保护装置设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人运动学分析及仿真 |
| 3.1 机器人正运动学和逆运动学理论方法 |
| 3.1.1 三维空间中的齐次变换 |
| 3.1.2 机器人研究的D-H约定 |
| 3.1.3 机器人的正运动学和逆运动学 |
| 3.2 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人的运动学计算 |
| 3.3 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人运动学仿真分析 |
| 3.3.1 自动上盘机器人运动学正解和逆解验证 |
| 3.3.2 自动上盘机器人轨迹规划仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人动力学建模 |
| 4.1 机器人动力学理论方法 |
| 4.1.1 牛顿-欧拉动力学方法 |
| 4.1.2 牛顿-欧拉动力学迭代算法 |
| 4.2 工业机器人惯量参数辨识理论方法 |
| 4.3 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人动力学建模 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人力矩前馈控制仿真分析 |
| 5.1 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人控制方法介绍 |
| 5.2 基于MATLAB的 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人力矩前馈控制仿真 |
| 5.2.1 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人Simulink模型建立 |
| 5.2.2 基于MATLAB的 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人仿真平台搭建 |
| 5.2.3 GGZ-18 型合股机自动上盘机器人力矩前馈控制仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（2）基于SEA的柔性关节机器人动力学与柔顺控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔性关节机器人的研制现状 |
| 1.2.2 柔性关节机器人动力学建模的研究现状 |
| 1.2.3 机器人柔顺控制算法的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 2 SEA系统建模及其特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SEA系统模型的建立 |
| 2.2.1 SEA一般力学模型 |
| 2.2.2 SEA系统柔性元件的数学模型 |
| 2.2.3 SEA系统控制元件数学模型 |
| 2.2.4 SEA系统驱动元件数学模型 |
| 2.3 SEA系统稳定性分析 |
| 2.3.1 基于速度源控制法的SEA系统稳定性分析 |
| 2.3.2 基于位置源控制法的SEA系统稳定性分析 |
| 2.3.3 基于力源控制法的SEA系统稳定性分析 |
| 2.4 SEA系统输出阻抗特性分析 |
| 2.4.1 主动阻抗特性仿真分析 |
| 2.4.2 被动阻抗特性仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于拉格朗日方程的机器人动力学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于拉格朗日方程的动力学理论 |
| 3.3 基于拉格朗日的柔性关节机器人动力学建模 |
| 3.3.1 建立柔性关节机器人完整模型假设 |
| 3.3.2 基于拉格朗日方程的柔性关节机器人完整模型 |
| 3.3.3 基于SEA的机器人简化动力学模型 |
| 3.3.4 柔性关节机器人动态方程特性 |
| 3.4 基于SEA的机器人柔性关节动力学特性分析 |
| 3.4.1 连杆端转动惯量对转角比的影响 |
| 3.4.2 转角比对时变函数的影响 |
| 3.4.3 动力学系统输出阻抗的影响 |
| 3.5 动力学仿真分析 |
| 3.5.1 基于Adams的柔性关节机器人动力学模型建立 |
| 3.5.2 关节输入力矩为常值时的动力学仿真分析 |
| 3.5.3 关节输入力矩为变量时的动力学仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于笛卡尔阻抗的机器人柔顺控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 笛卡尔阻抗控制算法分析 |
| 4.2.1 笛卡尔阻抗控制原理 |
| 4.2.2 笛卡尔阻抗与导纳控制方法 |
| 4.2.3 基于力与位置的阻抗控制模型 |
| 4.2.4 笛卡尔阻抗控制仿真分析 |
| 4.2.5 期望阻抗控制参数特性分析 |
| 4.3 基于笛卡尔空间的机器人末端接触动力学模型 |
| 4.3.1 关节与笛卡尔空间坐标系转换 |
| 4.3.2 笛卡尔坐标系下的力雅可比矩阵 |
| 4.3.3 刚性关节机器人笛卡尔空间动力学模型 |
| 4.3.4 柔性关节机器人笛卡尔空间动力学模型 |
| 4.4 滑模变结构控制策略 |
| 4.4.1 滑模控制原理 |
| 4.4.2 滑动模态的存在和可达性条件 |
| 4.4.3 滑模变结构控制的动态品质 |
| 4.5 笛卡尔阻抗滑模变结构控制器设计 |
| 4.5.1 基于双曲正切函数的滑模控制器设计 |
| 4.5.2 笛卡尔阻抗滑模变结构控制器设计 |
| 4.5.3 仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于SEA的机器人柔顺控制联合仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 联合仿真平台搭建 |
| 5.2.1 基于Adams的机器人机械系统建立 |
| 5.2.2 基于Simulink的主动柔顺控制平台搭建 |
| 5.3 两种不同柔顺控制策略联合仿真分析 |
| 5.3.1 笛卡尔阻抗PD柔顺性策略联合仿真模型 |
| 5.3.2 笛卡尔阻抗滑模控制策略联合仿真模型 |
| 5.3.3 联合仿真结果分析 |
| 5.4 机器人串联弹性驱动关节抗冲击性能仿真分析 |
| 5.4.1 基于Adams的机器人静态冲击仿真 |
| 5.4.2 基于Adams-Matlab的动态冲击仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
（3）装弹机器人控制系统研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状概述 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 未来发展趋势 |
| 1.4 研究内容及安排 |
| 2 装弹机器人控制系统方案研究 |
| 2.1 装弹机器人控制系统功能需求 |
| 2.2 装弹机器人构型 |
| 2.3 装弹机器人硬件平台方案 |
| 2.3.1 驱动方式 |
| 2.3.2 驱动电机 |
| 2.3.3 控制系统架构 |
| 2.4 装弹机器人软件平台方案 |
| 2.4.1 嵌入式系统的特征 |
| 2.4.2 常用的实时操作系统 |
| 2.5 装弹机器人控制系统构成 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 装弹机器人运动特性分析 |
| 3.1 位姿描述与齐次变换 |
| 3.1.1 位置描述 |
| 3.1.2 方位描述 |
| 3.1.3 位姿描述 |
| 3.1.4 平移坐标变换 |
| 3.1.5 旋转坐标变换 |
| 3.1.6 复合坐标变换 |
| 3.1.7 齐次坐标变换 |
| 3.2 机器人运动学分析 |
| 3.2.1 正运动学分析 |
| 3.2.2 逆运动学分析 |
| 3.3 装弹机器人运动学仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 装弹机器人轨迹规划研究 |
| 4.1 关节空间的轨迹规划 |
| 4.1.1 三次多项式插值 |
| 4.1.2 五次多项式插值 |
| 4.2 笛卡尔空间插补 |
| 4.2.1 空间直线插补 |
| 4.2.2 空间圆弧插补 |
| 4.3 基于BP-PID算法的关节电机控制研究 |
| 4.3.1 建立伺服电机模型 |
| 4.3.2 BP神经网络算法设计 |
| 4.3.3 BP神经网络PID仿真 |
| 4.4 加减速控制 |
| 4.4.1 梯形加减速曲线 |
| 4.4.2 S形加减速曲线 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 装弹机器人控制系统软硬件研究 |
| 5.1 装弹机器人硬件研究 |
| 5.1.1 串口通信模块 |
| 5.1.2 传感器模块 |
| 5.1.3 RS485 通信模块 |
| 5.2 嵌入式系统软件架构 |
| 5.2.1 算法层及人机交互层 |
| 5.2.2 任务管理层 |
| 5.2.3 驱动层 |
| 5.3 嵌入式系统移植 |
| 5.3.1 移植μC/OS-Ⅲ到STM32 |
| 5.3.2 启动μC/OS-Ⅲ |
| 5.4 多任务控制软件研究 |
| 5.4.1 文件系统任务 |
| 5.4.2 调零任务 |
| 5.4.3 弹体搬运任务 |
| 5.4.4 示教任务 |
| 5.4.5 监测任务 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）电机驱动四足机器人控制系统与多步态控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外四足机器人发展现状 |
| 1.2.2 国内四足机器人发展现状 |
| 1.3 电机驱动四足机器人控制系统和步态控制研究现状 |
| 1.3.1 控制系统研究现状 |
| 1.3.2 步态控制方法研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 电机驱动单腿测试平台建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机驱动单腿测试平台 |
| 2.3 运动学模型 |
| 2.4 单腿动力学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电机驱动四足机器人控制系统集成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工控机的选型 |
| 3.3 电机驱动器 |
| 3.3.1 电机驱动器和编码器选型 |
| 3.3.2 电机调试 |
| 3.4 分布式实时操作系统 |
| 3.5 以太网控制自动化技术 |
| 3.6 整体控制系统 |
| 3.6.1 硬件架构设计 |
| 3.6.2 软件架构设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 四足机器人多步态控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电机驱动四足机器人平台运动学建模 |
| 4.3 四足机器人步态规划 |
| 4.3.1 步行步态 |
| 4.3.2 四足跳跃步态 |
| 4.3.3 对角小跑步态 |
| 4.3.4 双足跳跃步态 |
| 4.4 四足机器人多步态控制方法 |
| 4.4.1 质心动力学 |
| 4.4.2 模型预测控制 |
| 4.4.3 腿部控制器 |
| 4.4.4 多步态控制算法框架 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机器人实验研究与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单腿测试平台实验研究 |
| 5.2.1 自由下落连续弹跳实验 |
| 5.2.2 站立弹跳再站立实验 |
| 5.3 四足机器人控制系统验证实验 |
| 5.3.1 定时器实验 |
| 5.3.2 给定正弦曲线跟踪实验 |
| 5.4 四足机器人多步态仿真实验 |
| 5.4.1 步行步态实验 |
| 5.4.2 四足跳跃步态实验 |
| 5.4.3 对角小跑步态实验 |
| 5.4.4 具有腾空相对角小跑步态实验 |
| 5.4.5 双足跳跃步态实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）基于空间向量的四足机器人动力学建模与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 四足机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 四足机器人动力学建模研究概述 |
| 1.2.2 四足机器人控制方法研究概述 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 四足机器人结构设计研究 |
| 2.1 四足机器人浮动基座设计 |
| 2.1.1 柔性浮动基座 |
| 2.1.2 单刚体浮动基座 |
| 2.2 四足机器人腿部结构设计 |
| 2.2.1 驱动方式 |
| 2.2.2 单腿关节数量配置 |
| 2.2.3 关节配置方式 |
| 2.2.4 腿部惯量 |
| 2.2.5 传动方式 |
| 2.3 四足机器人三维模型与样机 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 四足机器人动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 运动树描述 |
| 3.3 牛顿欧拉迭代算法 |
| 3.4 基于空间向量的牛顿欧拉迭代算法 |
| 3.4.1 空间向量表示法 |
| 3.4.2 迭代过程与算法理解 |
| 3.5 四足机器人逆动力学建模 |
| 3.5.1 广义质量矩阵 |
| 3.5.2 广义科氏力 |
| 3.5.3 广义重力 |
| 3.5.4 接触雅可比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 四足机器人控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型预测控制算法 |
| 4.3 整体控制算法 |
| 4.3.1 基于逆运动学的任务分级控制 |
| 4.3.2 整体动力学解算 |
| 4.4 四足机器人运动仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 四足机器人实验验证 |
| 5.1 模型验证 |
| 5.1.1 足端位置验证实验布置 |
| 5.1.2 足端位置实验数据分析 |
| 5.2 控制算法验证 |
| 5.3 四足机器人样机实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）下肢外骨骼机器人系统设计研究与试验分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 下肢外骨骼机器人机构构型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人体下肢运动机理 |
| 2.2.1 人体坐标系及肢体基本参数 |
| 2.2.2 下肢外骨骼机器人设计要求 |
| 2.3 柔性关节仿生运动分析与结构设计 |
| 2.3.1 人体膝关节仿生分析 |
| 2.3.2 柔性SEA一体化关节结构设计 |
| 2.3.3 电驱关节主要驱动部件选型 |
| 2.4 下肢外骨骼机器人结构设计 |
| 2.4.1 材料选择 |
| 2.4.2 腰部和背部支撑设计 |
| 2.4.3 腿部支撑设计 |
| 2.4.4 脚部支撑设计 |
| 2.5 支撑件有限元仿真 |
| 2.5.1 电机传动组件有限元仿真 |
| 2.5.2 腰部支撑有限元仿真 |
| 2.6 下肢外骨骼机器人虚拟样机及步态仿真 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 下肢外骨骼机器人模型分析和意图识别算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 下肢外骨骼机器人运动学建模与仿真 |
| 3.2.1 正运动学分析 |
| 3.2.2 逆运动学分析 |
| 3.2.3 Matlab步态轨迹规划 |
| 3.3 下肢外骨骼机器人动力学建模 |
| 3.3.1 拉格朗日方程基本原理 |
| 3.3.2 摆动相位动力学建模 |
| 3.4 意图识别算法设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 下肢外骨骼机器人控制系统设计与关节PID整定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 总体控制系统框架 |
| 4.3 控制系统硬件平台的实现 |
| 4.3.1 上位机模块 |
| 4.3.2 传感器模块 |
| 4.3.3 运动控制模块 |
| 4.4 外骨骼机器人助力控制模式 |
| 4.4.1 人机控制系统交互通道 |
| 4.4.2 传感器信息获取路径 |
| 4.4.3 基于最小作用力控制算法 |
| 4.5 电驱关节试验台的搭建与PID整定 |
| 4.5.1 电驱关节试验台的搭建 |
| 4.5.2 电动关节PID整定原理 |
| 4.5.3 电驱关节整定结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 下肢外骨骼机器人系统试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 下肢外骨骼机器人性能参数 |
| 5.2.1 下肢外骨骼机器人样机实验平台 |
| 5.2.2 下肢外骨骼机器人样机基础性能 |
| 5.2.3 下肢外骨骼随动控制及穿戴典型动作试验 |
| 5.3 下肢外骨骼机器人穿戴助力效果试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A:本人攻读学位期间参与的科研项目与科研成果 |
（7）六自由度工业机器人动力学前馈控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容和章节安排 |
| 2 机器人控制系统研究平台介绍 |
| 2.1 研究平台介绍 |
| 2.2 EherCAT总线技术介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 机器人运动学建模研究 |
| 3.1 机器人D-H参数表示 |
| 3.2 机器人运动学建模 |
| 3.3 机器人运动学仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机器人动力学建模研究 |
| 4.1 工业机器人动力学建模 |
| 4.2 机器人动力学参数辨识 |
| 4.3 动力学建模实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于动力学前馈的控制方法研究 |
| 5.1 工业机器人动力学力矩前馈控制方法研究 |
| 5.2 工业机器人动力学前馈控制仿真 |
| 5.3 工业机器人动力学前馈控制实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与工作展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）可穿戴式绳驱动踝关节康复机器人设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 踝关节康复机器人发展现状 |
| 1.2.1 踝关节康复机器人结构研究现状 |
| 1.2.2 踝关节康复机器人驱动系统研究现状 |
| 1.2.3 踝关节康复机器人传感系统研究现状 |
| 1.3 技术难点分析及主要研究内容 |
| 1.3.1 技术难点分析 |
| 1.3.2 论文的研究方法及内容 |
| 1.4 论文内容安排 |
| 第二章 踝关节康复机理研究及整体结构设计 |
| 2.1 踝关节的生理结构以及康复机理研究 |
| 2.1.1 踝关节运动空间建模 |
| 2.1.2 踝关节的生理结构与损伤分析 |
| 2.1.3 踝关节损伤的康复训练方法 |
| 2.2 踝关节康复机器人整体结构设计 |
| 2.2.1 踝关节康复机器人的结构设计要点分析 |
| 2.2.2 踝关节康复机器人总体方案设计 |
| 2.2.3 绳索驱动方案设计 |
| 2.2.4 踝关节双向锁死机构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 踝关节康复机器人传感系统设计 |
| 3.1 人体步态参数定义 |
| 3.2 机器人传感系统搭建方案 |
| 3.2.1 机器人传感器布局 |
| 3.2.2 机器人传感系统组成 |
| 3.2.3 人体位置空间与姿态角定义 |
| 3.2.4 传感系统可行性验证 |
| 3.3 多条件约束的人体步态检测算法 |
| 3.3.1 零速区间检测 |
| 3.3.2 步态特征动作识别 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 踝关节康复机器人控制系统设计 |
| 4.1 控制系统整体方案设计 |
| 4.1.1 控制系统设计需求分析 |
| 4.1.2 控制系统整体架构搭建 |
| 4.2 踝关节康复机器人控制策略 |
| 4.2.1 套索驱动力分析 |
| 4.2.2 机器人驱动电机控制策略 |
| 4.2.3 机器人驱动电机位置控制 |
| 4.2.4 机器人驱动力矩控制 |
| 4.2.5 关节锁死模块电机控制策略 |
| 4.2.6 被动康复训练控制策略 |
| 4.2.7 行走步态康复训练控制策略 |
| 4.3 驱动电机踝关节角度位置跟踪控制仿真实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验原理样机制作及实验研究 |
| 5.1 实验原理样机制作 |
| 5.2 人体步态特征数据采集实验 |
| 5.2.1 步态特征动作传感器数据标定 |
| 5.2.2 踝关节运动特征数据分析 |
| 5.2.3 零速区间检测实验 |
| 5.2.4 步态特征动作检测实验 |
| 5.3 踝关节康复机器人康复训练实验 |
| 5.3.1 模拟康复训练实验 |
| 5.3.2 被动康复训练实验 |
| 5.3.3 行走步态康复训练实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 研究生期间所取得的成果 |
（9）多位姿下肢康复机器人控制系统设计与实验分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 下肢康复机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 可穿戴式外骨骼式下肢康复机器人 |
| 1.2.2 悬挂式下肢康复机器人 |
| 1.2.3 坐卧式下肢康复机器人 |
| 1.3 下肢康复机器人控制策略国内外研究现状 |
| 1.3.1 基于位置轨迹跟踪的被动训练控制 |
| 1.3.2 基于力反馈信息的主动训练控制 |
| 1.3.3 基于生物电信号的交互控制 |
| 1.3.4 基于功能性电刺激控制策略 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本文章节安排 |
| 第二章 多位姿下肢康复机器人机构分析与轨迹规划 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多位姿下肢康复机器人整体设计方案 |
| 2.3 机械机构设计 |
| 2.4 卧式康复训练机构的动力学和运动学分析 |
| 2.4.1 运动学分析 |
| 2.4.2 动力学分析 |
| 2.5 坐式康复训练机构的动力学和运动学分析 |
| 2.5.1 运动学分析 |
| 2.5.2 动力学分析 |
| 2.6 下肢康复机器人工作空间 |
| 2.6.1 关节支撑部分的工作空间 |
| 2.6.2 工作空间的边界求解 |
| 2.7 下肢康复机器人轨迹规划 |
| 2.7.1 卧式姿态轨迹规划 |
| 2.7.2 斜卧式姿态轨迹规划 |
| 2.7.3 坐式姿态轨迹规划 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 多位姿下肢康复机器人的康复训练运动控制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于动态惯性权重混沌离子运动算法优化的分数阶PID控制器的被动康复训练运动控制策略研究 |
| 3.2.1 分数阶微积分的预备知识 |
| 3.2.2 改进离子运动算法 |
| 3.3 基于交互力反馈的主动模式康复训练运动策略研究 |
| 3.3.1 基于人机交互力激励的主动训练模式切换阈值判断法则设定 |
| 3.4 基于表面肌电信号驱动的康复训练运动控制策略研究 |
| 3.4.1 下肢sEMG信号特性提取 |
| 3.4.2 基于sEMG信号驱动的康复训练方案制定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多位姿下肢康复机器人控制系统硬件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制硬件系统设计与选型 |
| 4.2.1 电源及电压转换系统 |
| 4.2.2 动力执行部分 |
| 4.2.3 上位机硬件系统设计 |
| 4.2.4 下位机硬件系统设计 |
| 4.2.5 传感器数据采集及转换系统 |
| 4.2.6 电路保护系统 |
| 4.2.7 虚拟现实情境交互系统 |
| 4.2.8 人体生理信息状态监测系统 |
| 4.3 整体硬件控制系统搭建 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多位姿下肢康复机器人控制系统软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 运动控制器控制流程程序设计 |
| 5.2.1 数据帧指令发送与接收方法 |
| 5.2.2 关于运控控制卡控制关节伺服电机重要的几个数据帧指令 |
| 5.2.3 轴定义与声明变量 |
| 5.2.4 NPN型限位开关程序 |
| 5.2.5 下肢康复机器人上位机软件系统 |
| 5.3 基于表面肌电信号反馈驱动的康复训练系统软件设计 |
| 5.4 基于足底压力信号反馈驱动的康复训练系统软件设计 |
| 5.5 虚拟现实场景系统设置 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 多位姿下肢康复机器人样机测试和性能分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 被动训练模式效果稳定性分析 |
| 6.2.1 实验步骤 |
| 6.2.2 数据分析 |
| 6.3 被动训练模式下FOPI~λD~μ控制器轨迹跟踪效果分析 |
| 6.3.1 实验过程 |
| 6.3.2 实验结果与仿真结果对比及分析 |
| 6.4 被动模式训练与虚拟现实系统同步性分析 |
| 6.4.1 虚拟现实系统同步性分析 |
| 6.4.2 被动实验过程与虚拟现实场景同步性分析 |
| 6.5 基于下肢表面肌电信号反馈驱动的主动模式训练有效性分析 |
| 6.6 基于人机交互力反馈的主动模式训练有效性分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间参与的科研项目及研究成果 |
| (一)参与的科研项目 |
| (二)发表的论文 |
| (三)发表的专利 |
| 致谢 |
（10）下肢外骨骼机器人的人机相容特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 下肢外骨骼机器人的研究概况 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 本章小结 |
| 第二章 人体下肢步态及肌肉力特征 |
| 2.1 人体下肢结构 |
| 2.1.1 人体下肢坐标系 |
| 2.1.2 人体下肢骨骼结构 |
| 2.1.3 人体下肢肌肉结构 |
| 2.2 人体在复杂地形的行走实验 |
| 2.2.1 研究设备 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 数据处理 |
| 2.2.4 实验数据 |
| 2.2.5 结果分析 |
| 本章小结 |
| 第三章 下肢外骨骼机器人的结构设计 |
| 3.1 下肢外骨骼机器人的结构方案 |
| 3.1.1 下肢外骨骼机器人的设计要求 |
| 3.1.2 下肢外骨骼机器人的设计方案 |
| 3.2 下肢外骨骼机器人的整体结构 |
| 3.3 下肢外骨骼机器人的运动学分析 |
| 3.3.1 关节屈曲的运动学分析 |
| 3.3.2 关节伸展的运动学分析 |
| 3.4 下肢外骨骼机器人的动力学分析 |
| 3.4.1 人体下肢的关节力矩 |
| 3.4.2 关节屈曲的动力学分析 |
| 3.4.3 关节伸展的动力学分析 |
| 3.5 下肢外骨骼机器人的网状结构 |
| 3.6 下肢外骨骼机器人的驱动系统 |
| 3.7 下肢外骨骼机器人的柔性保护结构 |
| 本章小结 |
| 第四章 下肢外骨骼机器人的控制系统 |
| 4.1 下肢外骨骼机器人的控制策略 |
| 4.2 下肢外骨骼机器人的控制架构 |
| 4.3 下肢外骨骼机器人的控制流程 |
| 4.4 下肢外骨骼机器人的驱动策略 |
| 4.4.1 平地行走的驱动控制 |
| 4.4.2 台阶行走的驱动控制 |
| 本章小结 |
| 第五章 下肢外骨骼机器人的建模与仿真 |
| 5.1 下肢外骨骼机器人的人机耦合 |
| 5.1.1 下肢外骨骼机器人的三维建模 |
| 5.1.2 下肢外骨骼机器人的人机穿戴 |
| 5.2 下肢外骨骼机器人的运动仿真 |
| 5.2.1 运动仿真模型的简化原则 |
| 5.2.2 运动仿真模型的导入 |
| 5.2.3 运动仿真模型的驱动设置 |
| 5.2.4 平面地形的仿真结果 |
| 5.2.5 台阶地形的仿真结果 |
| 5.2.6 仿真结果分析 |
| 5.3 下肢外骨骼机器人的有限元分析 |
| 5.3.1 超弹性体的本构模型 |
| 5.3.2 橡胶材料的本构关系 |
| 5.3.3 模型的建立及简化原则 |
| 5.3.4 零件接触的设置 |
| 5.3.5 模型网格的划分 |
| 5.3.6 边界条件与载荷 |
| 5.3.7 平地运动的有限元分析 |
| 5.3.8 台阶运动的有限元分析 |
| 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、具有非驱动关节的机器人控制研究（论文参考文献）
- [1]GGZ-18型合股机自动上盘机器人的仿真研究[D]. 郭铅铅. 西安石油大学, 2021(09)
- [2]基于SEA的柔性关节机器人动力学与柔顺控制研究[D]. 邵念锋. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [3]装弹机器人控制系统研究[D]. 顾锡阳. 常州大学, 2021(01)
- [4]电机驱动四足机器人控制系统与多步态控制方法研究[D]. 刘在阳. 山东大学, 2021(12)
- [5]基于空间向量的四足机器人动力学建模与控制方法研究[D]. 罗聪. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]下肢外骨骼机器人系统设计研究与试验分析[D]. 李子建. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]六自由度工业机器人动力学前馈控制方法研究[D]. 鲍宁. 山东科技大学, 2020(06)
- [8]可穿戴式绳驱动踝关节康复机器人设计研究[D]. 周聪. 电子科技大学, 2020(01)
- [9]多位姿下肢康复机器人控制系统设计与实验分析[D]. 王丙柱. 安徽工业大学, 2020(07)
- [10]下肢外骨骼机器人的人机相容特性研究[D]. 朱正阳. 大连交通大学, 2020(06)