一种基于相位识别与模型预测控制的下肢外骨骼控制系统及方法

本发明公开了一种基于相位识别与模型预测控制的下肢外骨骼控制系统及方法，包括：运动学建模模块、步态数据库模块、数据处理和特征提取模块、步态相位识别模块、动力学建模模块、模型预测控制器、以及执行器控制单元。通过识别步态相位并动态调整控制目标，实现对穿戴者自然步态的精准辅助。系统基于运动学模型实时计算踝关节相对髋关节的轨迹，并结合多工况下采集的步态数据构建数据库，为控制提供期望轨迹与参考参数。动力学建模过程中，引入电机驱动力矩与人机交互力矩，统一建立系统动力学模型，反映不同步态相位下的控制特性。