摘要:为解决利用力矩传感器控制肌力训练设备所带来的滞后性,利用表面肌电信号( sEMG)超前于运动的特性,设计了 基于一组拮抗肌表面肌电信号的关节力矩预测模型。 首先搭建康复训练设备为信号采集和实验验证提供条件。 将 sEMG 经 过预处理,选择 sEMG 信号的方差特征作为神经网络输入,利用带有外部输入的非线性自回归(NARX)模型的动态循环神经 网络,分别建立了基于关节力矩实际值的超前多步(MSA)预测模型和基于模型预测输出(MPO)的预测模型,通过等张和等 长测试实验,比较了 MSA 和 MPO 模型的力矩预测性能。 实验结果表明,两种模型输出预测值和实际值之间都有极强关联性 (皮尔逊相关系数均大于 0. 95) 。 随着超前预测的步数增加,MSA 模型的预测精度降低,但是超前预测的时间增大。 在等张 和等长测试中,当超前步数分别小于 29 和 35 时,MSA 预测精度显著高于 MPO( p<0. 05) ,但 MPO 模型在成本和体积上更具 优势。 综上所述,两种模型均可以准确预测关节力矩,在实际康复训练设备控制中,可根据应用需求选择不同的力矩预测 模型。