控制理论与应用

作者：孙哲,黄凡杰,周袁,陈博,赵晴宇,王海

单位：浙江工业大学信息工程学院,浙江工业大学信息工程学院,浙江工业大学信息工程学院,浙江工业大学信息工程学院,杭州程天科技发展有限公司,莫道克大学 工程与能源学院

关键词：下肢康复外骨骼; 滑模控制; 步态轨迹跟踪; 固定时间收敛

基金：国家自然科学基金项目(62003305), 浙江省自然科学基金项目(LQ21F030015), 浙江省重点研发计划项目(2022C03029, 2024C03040), 湖州市公 益性应用研究项目(2022GZ15)资助.

本文针对下肢康复外骨骼机器人的步态轨迹跟踪问题提出了一种新型固定时间收敛滑模控制方法. 首先,通过机理分析实现下肢康复外骨骼机器人动力学建模; 其次, 设计了一种新型非奇异快速终端滑动面, 实现固定时间收敛, 有效提升收敛速度. 基于此滑动面设计了针对下肢康复外骨骼机器人的新型滑模控制策略, 运用Lyapunov判据证明了控制系统的稳定性和全局固定时间收敛特性; 最后, 通过下肢康复外骨骼机器人实验平台对所提控制方法进行实验验证. 实验结果表明, 本文所提的控制方法能实现下肢外骨骼轨迹跟踪误差的快速收敛, 使稳态误差维持在1?左右, 具备应对不同重量(61 kg和80 kg)穿戴者和不同步速(步态周期为8 s和6 s)参考轨迹的强鲁棒性, 并且对抖振现象具有一定的抑制作用.

来源：2026年第2期

《控制理论与应用》期刊编辑部

查看控制理论与应用杂志2026年第2期