随着人们对下肢瘫痪及残疾的病人的康复医疗需求的提高,下肢康复机器人的研究受到了更多的关注。下肢外骨骼康复机器人可以为诸如偏瘫患者等下肢运动机能障碍的病人提供运动功能恢复的康复训练,下肢外骨骼康复机器人是穿戴式的,患者穿戴上机器人后,通过控制机器人的运动来为患者提供主动或者被动的康复训练。本文围绕下肢外骨骼康复机器人控制系统设计与实现,搭建了控制系统的软硬件平台,并设计了应用于康复机器人不同控制策略的控制算法。下肢外骨骼康复机器人控制系统的整体结构采用分布式三层控制系统结构,包括顶层的主控制器和上位机、中层的节点控制器、底层的驱动器,电机和传感器。康复机器人的控制由控制系统的三层共同完成,其中中层的节点控制器分布于各个关节,用于完成但关节的控制,即采用分布式结构,提高了机器人系统的可靠性和稳定性。各层控制器中的软件模块是基于uC/OS-II实时操作系统进行设计,上位机软件运行于PC端用于顶层的控制和康复训练数据的监控。为了对下肢外骨骼康复机器人的控制进行分析,对其单腿的二连杆模型结构,基于拉格朗日方程,建立了康复机器人的动力学模型,得到了机器人关节运动的位置、速度、加速度信息与关节转动所需转矩的关系。同时对动力学模型进行了线性化处理,实现了机器人模型中的可测参数与不确定或未知参数分离,这样通过对系统模型中的未知参数的动态估计并进行补偿,可以实现更好的控制效果。针对康复机器人的关节运动的轨迹跟踪控制,设计了轨迹跟踪的底层控制算法,包括模糊PID控制算法和自适应控制算法,模糊PID控制算法可以对控制器参数在一定范围内进行自整定,具有较好的抗干扰性。自适应控制算法可以辨识系统模型中的未知参数,当系统模型变化较大时具有更好的控制效果。针对下肢外骨骼康复机器人康复训练的实现,提出了主被动控制策略,分别应用于主被动康复训练。最后对控制算法进行了仿真和实验验证,也针对被动康复训练进行了实验。