[发明专利]一种用于外骨骼系统的模糊控制方法

摘要

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种用于外骨骼系统的模糊控制方法。本发明的主要思路是，针对传统的外骨骼样机都是采用的PID位置伺服控制的问题，虽然工程上可以基本满足控制的要求，但是一旦外界环境或者系统参数发生变化，系统的数学模型就会随之发生改变，这使系统的控制效果很差。本发明在液压伺服系统数学模型的基础上，进行控制律算法的设计，在控制模型发生变化后，模糊自适应控制较PID可以更好的跟踪期望曲线，且在实时性、稳定性及鲁棒性方面有明显的优势。

主权项

一种用于外骨骼系统的模糊控制方法，包括：所述外骨骼系统的驱动关节为膝关节，且动力源为液压装置，所述液压装置采用PID控制进行调节，所述PID控制方程可表示为如下公式1：其中，u(t)为PID控制输出的控制量，t为系统的数据采样间隔，e(t)为实际测量值与期望值的差值，K_P为PID控制中的比例参数，T_I为PID控制中的积分时间参数，T_D为PID控制中的微分时间参数；还包括模糊控制器，所述模糊控制器用于产生PID控制的调节参数，具体为：将实际测量值与期望值的差值e(t)及其变化率作为模糊控制器的输入E和EC，模糊控制器的输出为控制信号U，对差值E、差值变化率EC和控制信号U的模糊集合和论域定义如下：E的模糊集合为{NB、NM、NS、NZ、PZ、PS、PM、PB}；EC、U的模糊集合均为{NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB}；E和EC的论域为{‑6、‑5、‑4、‑3、‑2、‑1、0、1、2、3、4、5、6}；U的论域为{‑7、‑6、‑5、‑4、‑3、‑2、‑1、0、1、2、3、4、5、6、7}；构建模糊关系R为：R＝(E×EC)×U控制信号U为：U＝(E×EC)R使用控制信号U对PID控制进行修正。