5、中风患者下肢康复外骨骼的控制研究

中风患者下肢康复外骨骼的控制研究

1 引言

中风患者的上下肢残疾是一个复杂的根本问题，严重影响了他们的生活质量。在老年人群体中，中风是仅次于癌症和心脏病的第三大死亡原因。此外，中风还可能导致各种形式的瘫痪，造成永久性残疾。因此，中风患者的康复仍然是他们日常生活中的一个重要问题。由于中风、衰老、工伤等原因，需要康复计划的人数不断增加。这些事故通常会导致脊髓和中枢神经系统的永久性紊乱，可能导致上下肢运动功能丧失。

为了增强中风后下肢的运动能力，手动治疗方法是一种有效的途径。传统的康复技术依赖物理治疗师，他们专注于中风患者的功能任务康复和肌肉强化。然而，传统技术在协助患者进行日常康复训练时会让治疗师感到疲惫。

如今，下肢康复外骨骼（LLRE）被认为是增强中风患者运动能力的合适方法。近年来，已经设计出了各种类型的 LLRE 设备，例如 LOKMAT、BLEEX 和 ALEX。为了准确有效地跟踪人类步态轨迹，人们进行了大量工作来构建高效的动态模型并实施合适的控制方法。

LLRE 的轨迹跟踪控制问题受到了越来越多的关注，已经提出了不同的控制策略来解决这个问题，如自适应控制、uper L1 自适应控制、阻抗控制、模糊控制和滑模控制 SMC。其中，计算扭矩控制（CTC）策略在机器人和下肢康复外骨骼设备的建模和控制领域受到了研究人员和学者的显著关注。

CTC 方法的理论基于消除机器人设备连杆中的耦合效应，并将非线性系统转换为线性系统。然而，由于下肢康复外骨骼在实时运动中存在外部干扰和参数变化，准确建立 LLRE 系统的数学动态模型是一个复杂的问题。因此，在存在外部扰动和参数不确定性的情况下，对经典计算扭矩控制器（CTC）进行有效的配置和改进是控制 LLRE