模拟人体腰部运动的平台作为类人机器人的一个重要组成部分,是现代机器人领域亟待解决的一个问题.该文根据这种平台的运动特点,采用具有仿生力学特性的气动人工肌肉被用来驱动一个三自由度平台,设计了一种新型的类人机器人关键部分,并对其相关内容进行研究.首先采用作用力传递分解的方法对气动人工肌肉的工作原理进行详细地分析,提出串联模型的概念,得到实用的气动人工肌肉改进模型;其次,对所设计的气动人工肌肉并联驱动多自由度平台进行建模,并对其模型的不确定性因素进行分析;再次,采用微分几何理论和滑模控制理论相结合的方法来解决气动人工肌肉并联驱动多自由度平台中非线性多变量耦合的不确定模型对象的控制问题;最后,采用反演方法来提高滑模控制理论处理模型中存在非匹配不确定扰动的能力,各部分的研究均采用"理论分析+数字仿真+实验验证"的方式展开,这些研究成果为开发模拟人体腰部运动的平台提供了理论依据和实验手段.该文的主要研究内容:1、建立气动人工肌肉的改进模型 2、建立气动人工肌肉并联驱动多自由度平台的动力学模型 3、 研究气动人工肌肉并联驱动多自由度平台的线性化解耦鲁棒控制策略4、研究气动人工肌肉并联驱动多自由度平台的非线性鲁棒控制策略 通过上述方面的研究,紧紧围绕气动人工肌肉及其并联驱动多自由度平台的模型分析和控制策略设计等方面进行展开,在数字仿真和实物验证的基础上得到该系统的动力学模型和鲁棒控制策略,并在控制算法的应用过程中对比分析了两种不同的方法之间的异同,为这些方法的推广应用点明了关键所在.同时,所设计的气动人工肌肉并联驱动多自由度平台实验系统在稳定性和精度方面达到了预期的目标,从而在模拟人体腰部运动的类人机器人方面做了一些开创性工作.