1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究的目的及意义

近年来，因为疾病、交通事故和意外导致的关节和肌肉损伤时有发生，传统的康复方法是患者在医师指导下进行人工训练，这一方面需要康复师有较高的技能，另一方面由于康复师的人工成本较高而导致康复费用较高。而且，患者需要一段很长康复训练时间，往往因为训练时间的不足而达不到应有的康复效果。再加上护理人员在一种反复的康复训练中会感到疲倦而容易产生疏忽，导致传统康复有很大的局限性。康复机器人的出现有效的解决了传统康复的各种问题，其能对患者的训练过程进行精确控制，有效提高了康复训练的针对性和科学性，患者的肢体机能和生活质量能够得到了进一步改善。康复机器人可以对康复过程进行实时监控，并将患者的康复数据记录下来，用于医生参考，研究下一步康复方案。气动肌肉是一种新型的柔性气体驱动器，它具有重量轻、输出功率/自重比大，安全性好，价格低，清洁等优点，并且其驱动力与长度的输出特性关系和人类肌肉比较类似，具有很好的顺从性。由于上述的优点，将气动肌肉应用于医疗康复、仿生机器人等领域具有很好的发展前景。

很多学者研究了气动肌肉在康复医疗领域的应用，提出了多种以气动肌肉作为驱动器的康复医疗机器人。气动肌肉看似结构简单，实际上它的内部机理非常复杂，由于气动肌肉的柔性橡胶材质、编织网的摩擦力、端部非规则的几何结构以及压缩空气的非线性，气动肌肉的建模十分复杂，而且建模时还要考虑环境摩擦力和它自身的非弹性形变的影响，导致它的精确模型很难建立。气动肌肉的建模方法主要有基于能量守恒的建模，基于实验拟合的建模和基于有限元分析的建模。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本文主要研究festo气动肌肉的气象学动态建模方法，即得到festo单根启动肌肉的书序模型。主要完成的研究内容有：

1. 研究festo气动肌肉的基本特性，查阅相关文献并深入研究人工气动肌肉的物理结构特性以及运动过程中的非线性、时变性、迟滞性等动态响应特性；

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   3. 研究计划与安排

   第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

   第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译。

   第6－9周：建立并实现理论模型，设计相关实验方案。

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1] tri vo minh, tegoeh tjahjowidodo, herman ramon, hendrik van brussel. cascade position control of a single pneumatic artificial muscle–mass system with hysteresis compensation[j]. mechatronics, 2010, 20(3): 402-414.

   [2] tondu, bertrand; lopez, pierre. modeling and control of mckibben artificial muscle robot actuators[j]. ieee control systems magazine, april 2000, 20(2): 15-38.

   [3] lin chih-jer, lin chii-ruey. hysteresis modeling and tracking control for a dual pneumatic artificial muscle system using prandtl–ishlinskii model[j]. mechatronics, 2015, doi: 10.1016/j.mechatronics.2015.03.006.

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