与传统的被动式假肢相比,主动型膝上假肢能够根据残疾人当前的运动状态提供适当的助力,使截肢者可以像正常人一样在不同路况下协调、自然地行走,因此,主动型膝上假肢的设计与研究具有重要的理论意义和应用价值。本文主要研究的内容如下:首先对人体不同运动模式下的运动数据进行分析,提出了基于Quanser半实物仿真平台、陀螺仪传感器和足底压力传感器的运动模式识别方法,并将Adaboost分类算法引入到人体运动模式识别领域,实现了平地、上楼梯、下楼梯三种运动模式下的实时准确识别。其次,为提高被控对象的模型精度,改善主动型膝上假肢的控制效果,本文在借鉴传统下肢动力学建模方法的基础上,应用拉格朗日动力学分析方法对摆动期和支撑期的下肢运动分别进行分析,进而得到其动力学模型,为主动型假肢的控制奠定基础。再次,针对主动型膝上假肢运行中存在的模型误差及各类扰动等问题,提出了主动型膝上假肢的准滑模控制方法,对摆动期和支撑期的控制器分别进行设计,并利用Lyapunov方法证明了算法的稳定性。最后,结合真实的假肢机械结构,利用Solidworks、Adams、Matlab软件对所提出的控制方法进行了动力学仿真实验。仿真结果表明,设计的准滑模控制器能够实现主动型膝上假肢的闭环控制,具有较强的鲁棒性和抗扰动能力,是一种有效的控制方法。