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氣壓肌肉減重之下肢外骨骼步態訓練系統設計與控制

為了解決eso身高的問題，作者蔡朝仁 這樣論述：

本論文旨在整合氣壓肌肉驅動之體重支撐系統與馬達驅動之下肢外骨骼，設計開發氣壓肌肉減重之下肢外骨骼步態訓練系統的原型機。為進行下肢外骨骼的步態軌跡追蹤控制，本研究分別採用D-H座標轉換法與Lagrange法推導下肢外骨骼的正逆向運動方程與動力學方程式。在系統控制方面，為提升基於氣壓肌肉減重之下肢外骨骼步態訓練系統的控制安全性，本研究基於線性擴張觀測器，分別設計氣壓肌肉驅動之體重支撐系統與馬達驅動之下肢外骨骼的新型代理滑模控制器(Novel Proxy-Based Sliding Mode Controller, NPSMC)，並以Lyapunov穩定準則證明所設計控制器的穩定性，此設計可確保受

控系統的軌跡追蹤目標在短時間產生大幅度變化時，能以柔順平滑的過阻尼方式趨向軌跡目標且仍保有高精度的軌跡追蹤性能。本研究除實際研製一台基於氣壓肌肉減重之下肢外骨骼步態訓練系統外，並以NI my-RIO為基礎搭配LabVIEW圖控軟體，實現體重支撐系統與下肢外骨骼的控制與功能驗證。實驗結果顯示，在基於線性擴張觀測器之NPSMC的補償下，氣壓肌肉驅動之體重支撐系統與馬達驅動之下肢外骨骼都具有良好的控制性能與使用安全性。