2、集成外骨骼-上肢系统的建模与控制

最新推荐文章于 2025-09-14 14:40:48 发布
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分类专栏： 鲁棒控制前沿与应用 文章标签： 外骨骼 上肢系统 建模与控制
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集成外骨骼-上肢系统的建模与控制

1. 人体上肢解剖结构

人体上肢主要由三个关节区域组成，这些区域使用七个自由度（DoF）进行建模。具体如下：
- 肩部：具有三个自由度，允许进行屈伸、内收外展以及内外旋转运动。从运动学角度来看，这组关节类似于球窝关节。
- 肘部：只有一个自由度，确保进行屈伸运动。
- 腕部：具有三个自由度（万向节连接），允许进行侧向运动、屈伸（或掌屈和背屈）以及旋前旋后（通常称为手部旋转）。

在相关研究中，主要关注肩部和肘部的屈伸运动。

人体上肢关节自由度分布

关节部位 自由度数量 运动类型
肩部 3 屈伸、内收外展、内外旋转
肘部 1 屈伸
腕部 3 侧向运动、屈伸、旋前旋后

2. 集成外骨骼 - 上肢系统建模

外骨骼是一种其运动学通常被设计为重现其所连接的人体肢体运动的设备。所研究的系统是一个与人体上肢相互作用的外骨骼，用于控制肩部和肘部的屈伸运动。

基于欧拉 - 拉格朗日方程，提取了系统的动态方程： <

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2、集成外骨骼 - 上肢系统：建模、控制与稳定性解析
d3e4f的博客
07-17 34
本文针对集成外骨骼-上肢系统，从人体上肢解剖结构出发，建立了包含肩部和肘部屈伸运动的动力学模型，并基于欧拉-拉格朗日方程推导了系统动力学方程。提出了一种结合无模型控制（MF）、终端滑模控制（TSM）和重力补偿（GC）的MFTSMGC控制策略，详细推导了控制律并分析了关键参数对系统性能的影响。通过李雅普诺夫方法验证了系统的稳定性，确保轨迹跟踪的收敛性与鲁棒性。最后探讨了该系统在康复治疗与辅助运动中的应用前景，并展望了未来在自适应与智能控制方向的优化路径。
1、集成外骨骼 - 上肢系统：建模、控制、稳定性研究与鲁棒性分析
d3e4f的博客
07-16 37
本文研究了集成外骨骼-上肢系统的建模、控制、稳定性与鲁棒性。提出了一种新的动态模型以描述外骨骼与人体上肢的相互作用，并采用带重力补偿的无模型终端滑模（MFTSMGC）算法实现高效控制。通过输入-状态稳定性（ISS）理论分析系统在外部干扰下的稳定性，并利用蒙特卡罗方法对系统参数变化和外部扰动进行鲁棒性评估。仿真结果表明，该控制策略在存在不确定性的情况下仍能实现精确轨迹跟踪与系统稳定。未来工作将聚焦于算法优化、实验验证及在康复与工业场景中的应用拓展。
1、集成式外骨骼上肢系统的建模、控制、稳定性研究与鲁棒性分析
neovim7hacker的博客
07-10 22
本文研究了集成式外骨骼-上肢系统的建模、控制、稳定性与鲁棒性。提出了新的动态模型以描述外骨骼与人体上肢的相互作用，并设计了一种带有重力补偿的无模型终端滑模（MFTSMGC）控制算法，用于实现肩部和肘部屈伸运动的精确跟踪。通过输入-状态稳定性（ISS）分析证明了系统在不确定性和外部干扰下的稳定性，并采用蒙特卡罗方法进行鲁棒性评估。仿真结果表明该控制策略具有良好的性能和鲁棒性，未来可应用于康复治疗等领域。
3、集成外骨骼 - 上肢系统的输入 - 状态稳定性与鲁棒性分析
neovim7hacker的博客
07-12 50
本文围绕集成外骨骼-上肢系统的输入-状态稳定性与鲁棒性展开分析。首先介绍了输入-状态稳定性（ISS）的基本理论，包括ISS-Lyapunov函数的定义与判定定理，并通过构造合适的Lyapunov函数证明了系统在存在外部干扰下的ISS特性。随后，针对系统中存在的匹配干扰、不匹配干扰及参数不确定性，采用蒙特卡罗方法进行鲁棒性分析，通过随机采样、系统仿真与统计评估，全面考察系统在不确定环境下的性能表现。最终综合得出系统具备良好稳定性和鲁棒性的结论，为外骨骼控制系统的设计与优化提供了理论支持。
4、外骨骼上肢系统与下肢康复外骨骼控制研究
neovim7hacker的博客
07-13 47
本文研究了外骨骼上肢系统的参数不确定性及其在干扰下的控制性能，采用蒙特卡罗方法评估了无模型终端滑模重力补偿控制器的有效性，仿真结果显示该控制器具有低跟踪误差（RMS约10^{-4} rad）。同时，针对下肢康复外骨骼，比较了经典与鲁棒计算扭矩控制器，验证了后者在不确定环境中的优越鲁棒性。未来研究方向包括开发两自由度上肢外骨骼原型、应用生物医学信号作为期望轨迹输入，以及探索自适应、模糊等新型控制律，推动外骨骼系统在康复医学中的智能化发展。
12、上肢外骨骼机器人肩部设计与PRISM机制解析
android的专栏
08-22 28
本文深入探讨了上肢外骨骼机器人肩部设计的关键问题，分析了现有3-DOF与5-DOF肩部结构的优劣，对比了单侧与双侧设计在临床评估中的应用价值。重点介绍了一种创新的PRISM机制，该机制通过双四杆空间结构模拟锁骨生物力学，实现肩部前伸/后缩与抬高/压低的2个自由度运动，有效提升外骨骼的拟人化程度与活动范围。文章以BLUE SABINO项目为核心，阐述其集成EMG/EEG采集、支持双侧全臂评估的系统架构，并基于ADL运动捕捉数据估算肩部活动需求。最后总结了当前外骨骼面临的挑战，并展望了个性化、智能化及多领域拓展
22、上肢康复外骨骼技术：现状、挑战与未来展望
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09-14 41
本文综述了上肢康复外骨骼技术的研究现状、关键挑战与未来发展方向。从机器人控制方法入手，分析了自适应视觉控制的局限性；详细探讨了外骨骼在硬件设计、驱动方式、人机交互等方面的进展与不足；提出了当前控制策略在安全运动范围确定、实时调整治疗方案和自动决策方面的核心问题。文章还展示了典型外骨骼设备的应用案例与康复流程，并展望了该技术向智能化、个性化、多学科融合以及与VR/AR结合的发展趋势。通过加强临床验证与技术创新，上肢康复外骨骼有望实现更高效、个性化的康复治疗，推动其商业化进程。
2、上肢康复机器人技术：从手部外骨骼到新型上肢康复设备
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08-24 46
本文探讨了上肢康复机器人技术的最新进展，重点介绍了手部外骨骼的模糊控制方法及其高精度、自适应增益的优势，以及一种新型低成本、紧凑型上肢康复机器人的设计与实现。通过拓扑搜索与运动学建模，采用Delta并联结构实现与商用设备相当的性能，并基于Arduino和3D打印原型验证了可行性。文章还提出了在电机优化、齿轮箱改进、控制算法提升及功能拓展（如压力传感与VR集成）等方面的未来发展方向，展望了智能化、家庭化康复机器人的应用前景。
集成外骨骼-上肢系统的建模、控制与稳定性分析
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【影视数据分析】基于C++的多维度可视化系统设计：实现高效实时数据处理与交互式决策支持 项目介绍 基于C++的影视数据可视化系统设计和实现的详细项目实例（含模型描述及部分示例代码）
最新发布
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内容概要：本文详细介绍了一个基于C++的影视数据可视化系统的设计与实现，旨在应对影视行业海量、多源数据带来的分析挑战。系统利用C++的高性能优势，实现了大规模数据的高效处理与实时更新，支持多维度数据分析，涵盖票房、用户评价、社交媒体热度等，并通过柱状图、折线图、热力图、词云等多种可视化方式直观展示数据。项目强调用户友好的界面设计、跨平台兼容性、可扩展性与可定制性，结合创新的交互设计，提升用户体验与决策效率。系统不仅服务于影视创作者和营销团队，也为行业数字化转型和创新发展提供数据驱动的支持。; 适合人群：具备一定C++编程基础，从事数据分析、可视化开发或影视行业技术研究的研发人员、软件工程师及高校学生。; 使用场景及目标：①学习如何利用C++构建高性能数据可视化系统；②掌握多源数据融合、实时处理与图形渲染的技术方案；③为影视项目提供数据支持，优化内容创作与市场策略； 阅读建议：建议结合文中提到的模型设计与示例代码进行实践，重点关注数据处理流程、可视化模块实现及系统架构设计，同时可联系作者获取完整代码与GUI资源以加深理解。
CSS插入图片方法[可运行源码]
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jQuery与HTML设置只读/禁用属性[项目代码]
11-25
本文详细介绍了在jQuery和HTML中如何设置和移除表单元素的只读（readonly）和禁用（disabled）属性。在jQuery部分，通过attr()和removeAttr()方法演示了属性的动态操作，并对比了readonly与disabled的区别：disabled会阻止元素获取焦点且表单提交时排除该字段，而readonly仅限制编辑但仍可聚焦和提交。HTML部分列举了三种实现方式（onfocus=this.blur()、readonly、disabled），并附代码示例说明其视觉效果及交互差异（如灰色显示、Tab键切换等）。最后指出两者可结合使用，并补充了CSS屏蔽输入的技巧。
SQL编码规范指南[项目源码]
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Layui输入事件监听[代码]
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UAC-BOF-Bonanza[项目源码]
11-25
UAC-BOF-Bonanza is a GitHub repository that compiles various UAC (User Account Control) bypass techniques, weaponized as Beacon Object Files (BOFs). The project includes a module for the Havoc C2 Framework and extension.json files for Sliver C2, enabling users to leverage these bypass methods in red team operations. Techniques include exploiting elevated COM objects, registry modifications, DLL hijacking, and SSPI token forgery. The repository provides detailed usage instructions, OpSec considerations, and credits to original researchers. All bypasses were tested on Windows 10 and 11, though they may be detected by SOCs and EDR solutions. The project is licensed under GPL-3.0 and includes standalone implementations for each bypass.
【2025年10月最新优化算法】混沌增强领导者黏菌算法（Matlab代码实现）
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【2025年10月最新优化算法】混沌增强领导者黏菌算法（Matlab代码实现）内容概要：本文档介绍了2025年10月最新提出的混沌增强领导者黏菌算法（Matlab代码实现），属于智能优化算法领域的一项前沿研究。该算法结合混沌机制与黏菌优化算法，通过引入领导者策略提升搜索效率和全局寻优能力，适用于复杂工程优化问题的求解。文档不仅提供完整的Matlab实现代码，还涵盖了算法原理、性能验证及与其他优化算法的对比分析，体现了较强的科研复现性和应用拓展性。此外，文中列举了大量相关科研方向和技术应用场景，展示其在微电网调度、路径规划、图像处理、信号分析、电力系统优化等多个领域的广泛应用潜力。; 适合人群：具备一定编程基础和优化理论知识，从事科研工作的研究生、博士生及高校教师，尤其是关注智能优化算法及其在工程领域应用的研发人员；熟悉Matlab编程环境者更佳。; 使用场景及目标：①用于解决复杂的连续空间优化问题，如函数优化、参数辨识、工程设计等；②作为新型元启发式算法的学习与教学案例；③支持高水平论文复现与算法改进创新，推动在微电网、无人机路径规划、电力系统等实际系统中的集成应用； 其他说明：资源包含完整Matlab代码和复现指导，建议结合具体应用场景进行调试与拓展，鼓励在此基础上开展算法融合与性能优化研究。
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