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基于支持向量機的外骨骼機器人靈敏度放大控制
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(中國兵器工業(yè)第二〇八研究所,北京 102202)

作者簡(jiǎn)介:

趙廣宇(1988-),男,北京市人,碩士研究生,主要從事外骨骼機器人方向的研究。 [FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:


Support Vector Machine Based Sensitivity Amplification Control for a Lower Extremity Exoskeleton
Author:
Affiliation:

(No.208 Research institute of China Ordnance Industries,Beijing 102202,China)

Fund Project:

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    摘要:

    為了準確控制外骨骼機器人跟隨人體運動(dòng),需要建立其動(dòng)態(tài)、精確的數學(xué)模型;人體下肢外骨骼是一個(gè)多自由度、強耦合以及非線(xiàn)性的多連桿系統,難以建立準確的運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型;文章使用三維運動(dòng)捕捉與空間定位系統,獲取實(shí)際人體運動(dòng)參數(運動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)),應用支持向量機(SVM)學(xué)習人體下肢外骨骼的數學(xué)模型;基于該模型構造基于支持向量機模型的靈敏度放大控制方法;文章使用MATLAB和LIBSVM建立外骨骼下肢機器人的數學(xué)模型,并進(jìn)行仿真分析;仿真結果表明基于SVM的模型學(xué)習方法,能夠準確計算出人體下肢外骨骼的動(dòng)力學(xué)模型,并簡(jiǎn)化建模過(guò)程;基于SVM的靈敏度放大控制,能夠有效計算出人體下肢外骨骼各關(guān)節(髖關(guān)節、膝關(guān)節、踝關(guān)節)的輸出力矩,并控制外骨骼機器人跟隨人體運動(dòng)。

    Abstract:

    In order to accurately control the exoskeleton robot to follow the human movements, it is needed to establish a dynamic and accurate mathematical model. The human lower extremity exoskeleton is a multiple degrees of freedom, strong coupling and nonlinear multi-link system, it is difficult to establish an accurate kinematic and dynamic models. We use three-dimensional motion capture and spatial positioning system, to get the actual human motion parameters (kinematics and dynamics), use support vector machine (SVM) to learn mathematical model of human lower extremity exoskeleton. Using the model we constructed the control method of support vector machine based sensitivity amplification. Using MATLAB and LIBSVM to build the model, simulation results show that the learning method based on SVM model will be able to accurately calculate the dynamic model of the human lower extremity exoskeleton,and simplify the modeling process; SVM based sensitivity amplification control, can effectively calculate the output torque of the human lower limb skeletal joints (hip, knee and ankle joints), and control the exoskeleton robot follow the movement of the human body. 

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

趙廣宇,何龍,李新俊,許國強,李小奇.基于支持向量機的外骨骼機器人靈敏度放大控制計算機測量與控制[J].,2016,24(9):211-214.

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歷史
  • 收稿日期:2016-03-24
  • 最后修改日期:2016-05-10
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  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2016-09-28
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