可分离子系统的控制及其在假肢中的应用

非线性控制方法已成功在动力假肢上实现了稳定的类人行走。然而，由于作用在假肢上的人体动力学未知，这些方法通常局限于与模型无关的控制器。本文通过引入可分离子系统控制律的概念，克服了这一限制，该控制律独立于全系统动力学。通过构建一个等效子系统，我们利用局部信息计算控制律。我们建立了一个通用开链机械臂的子系统模型，以展示该控制方法的适用性。将这些方法应用于截肢者-假肢模型，我们开发了一种依赖模型的假肢控制器，该控制器仅依赖可测量的状态和输入，但等效于一个基于人体动力学和状态知识开发的控制器。我们通过仿真截肢者-假肢系统来展示结果，并证明该依赖模型的假肢控制器性能与基于整个系统的反馈线性化控制器完全相同，从而证实了其等效性。