[发明专利]一种人机在环调试的踝关节外骨骼PD控制器参数整定方法

权利要求书

1.一种人机在环调试的踝关节外骨骼PD控制器参数整定方法，其特征在于，所述参数整定方法包括如下步骤：

步骤S1、选取初始PD控制器参数，通过记录外骨骼在当前PD控制器参数下的辅助力控制误差，建立外骨骼PD控制器参数整定的初始样本集；

步骤S2、将初始样本集在内的现有样本集作为训练数据，导入高斯回归算法中进行训练，重复求解最优样本点直至满足收敛条件，确定最优比例系数K_p和微分系数K_d取值作为踝关节外骨骼PD控制器的参数整定结果。

2.根据权利要求1所述的一种人机在环的踝关节外骨骼PD控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤S1过程如下：

S11、规定PD控制器的比例系数K_p和微分系数K_d的初始定义域分别为[0，p₀]及[0，d₀]，在[0，p₀]及[0，d₀]中分别以a₀和b₀的步长采样，作为初始样本集，得到初始样本点点阵{X＝[K_p，K_d]，K_p∈{0，a₀，2a₀，...，p₀}，K_d∈{0，b₀，2b₀，...，d₀}}，在初始样本点点阵中做机械抽样，确定N个均匀分布的初始样本点X_n，n＝1，2，...，N；

S12、在上述机械抽样的N个初始样本点中取一个未选取过的初始样本点，设置为当前踝关节外骨骼PD控制器的参数，规定穿戴者在当前工况中进行步行运动，完成完整的M个步态周期，并记录过程中的控制误差e_m，m＝1，2，...，M；

S13、对已记录的控制误差在每个步态周期内作均匀的样条插值，得到M个具有100个元素的控制误差序列{e_m，i，m＝1，2，...，M|i＝1，2，...，100}，其中e_m，i表示控制误差第m个步态周期的第i个元素；

S14、对每个步态周期的控制误差序列计算评估指数E_m，E_m表示第m个步态周期的评估指数，计算方式如下：

其中F_i为控制误差发生时对应的目标踝关节辅助力矩大小，计算得到M个评估指数E_m，m＝1，2，...，M，然后对M个评估指数求平均得到平均评估指数

S15、重复步骤S12至步骤S14，直至N个初始样本点均被选取，最终得到初始样本点X_n对应的平均评估指数n＝1，2，...，N，其中表示第n个初始样本点的平均评估指数