康复训练主要以神经可塑性为理论基础,帮助肢体运动出现障碍的患者重新恢复日常运动功能。康复机器人能够帮助患者进行高精度、可重复性的康复运动,减轻医生的工作重量,同时能够促进患者主动参与训练,提高康复效率。随着仿生型、康复型以及服务型等领域机器人技术的不断发展,人们逐渐开始对机器人驱动器的柔顺性以及安全性提出要求。气动人工肌肉因其结构简单、安装方便、无爬行现象、功率/自重比大、柔顺性好、类似生物肌肉运动等特点,因此受到研究学者们的广泛关注。本文主要对两根气动人工肌肉以拮抗型结构形式驱动人体上肢肘关节进行康复的控制系统进行深入地分析与研究。其主要内容如下:（1）根据拮抗型气动人工肌肉驱动肘关节康复的控制系统的工作原理选择合适的气动元器件,并搭建了基于比例压力阀的拮抗型气动人工肌肉驱动肘关节康复的控制系统实验平台。（2）基于Chou教授所提出的气动人工肌肉研究理论为基础,考虑内层橡胶套筒橡胶弹性力和外层纤维编织网与橡胶套筒之间摩擦力,建立了气动人工肌肉的改进数学模型,得到了气动人工肌肉收缩力、收缩位移与压力之间的关系。通过MATLAB仿真与静态特性实验验证其模型的正确性。（3）在人体拮抗关节运动原理的基础上,研究采用两根气动人工肌肉以拮抗型结构控制驱动关节转动的工作方式。将所建立的气动人工肌肉进气与排气动态特性方程、流入与流出比例压力阀的质量流量方程和驱动关节动力学方程一并作为拮抗型气动人工肌肉驱动肘关节康复的控制系统的非线性动态数学模型。最后对该系统进行Simulink仿真以及实验验证,从而证明所建立的模型的正确性。（4）基于所建立的拮抗型气动人工肌肉驱动肘关节康复的控制系统的非线性动态数学模型,提出了传统PID控制与参数自整定的模糊PID控制策略,通过计算机进行仿真分析发现,传统PID控制超调量大、达到稳定状态所需时长较长,受到干扰信号影响后重新恢复到稳定状态所需时长较大。相比于传统PID控制,模糊PID控制无超调量、达到稳定状态所需时长较短,并且在受到外界干扰信号影响下,能够快速重新恢复到稳定状态,具有较强的鲁棒性和控制效果。因此,模糊PID控制策略更适用于拮抗型气动人工肌肉驱动肘关节康复的控制系统。图60幅,表14个,参考文献71篇。