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上肢外骨骼助力机器人是一种为操作员提供诸如保护、身体支撑、运动辅助等功能的新型机电一体化可穿戴装置。由于其服务对象的特殊性,相对于一般的嵌入式控制系统而言,上肢外骨骼助力机器人对其嵌入式控制系统的性能提出了更高的要求。本课题主要围绕嵌入式控制系统的方案提出、软硬件实现以及实验研究而展开。首先,在综合分析上肢外骨骼助力机器人对嵌入式控制系统性能的特殊要求后,本文提出了一种由以S3C2440A为核心的上位机ARM9和以TMS320F28335为核心的下位机DSP两部分组成,两者之间采用CAN总线通信的上肢外骨骼助力机器人嵌入式控制系统方案。由上位机ARM9负责采集操作员运动意图信号,结合人机协同控制算法得到控制指令并传递到下位机DSP；由下位机DSP负责采集角位移信号与气体压力信号,根据上位机ARM9的指令并结合控制算法控制气动高速开关阀动作。通过方案评估证明了该方案的可行性,为后续关于嵌入式控制系统硬件平台的搭建奠定了基础。接着,基于上述嵌入式控制方案,设计了一套由ARM开发板、ARM扩展板、DSP开发板和DSP扩展板组成的硬件系统,并利用Altium Designer软件完成了信号处理电路、气动高速开关阀驱动电路及电源供电系统电路的原理图及PCB板的设计。分别在ARM平台和DSP平台上进行软件开发,在ARM平台实现了Linux内核与文件系统的移植、ADC驱动与CAN总线驱动的设计以及基于Qt的交互式应用软件的开发；在DSP平台上实现了角位移信号与气体压力信号的采集、气动高速开关阀的控制、与上位机ARM9之间的CAN总线通信以及与PC机之间的SCI通信,并滑模控制算法移植以及与上位机ARM9之间的CAN总线通信,并基于XDAIS标准移植了适合于非线性控制的滑模控制算法。最后,在PC上设计了一个基于LabVIEW的用于监测上肢外骨骼助力机器人运动状态量的软件,并在由嵌入式控制系统、PC和原型样机系统所组成的实验平台上进行了一系列实验研究,包括关节位置控制、正弦曲线跟随和人机协同实验,验证了该嵌入式控制系统的安全可靠性,基本实现了系统的助力功能,为后续的下肢外骨骼助力机器人的研究提供了软硬件基础和实践经验。