动力式下肢外骨骼是一款可以帮助人行走、负重、锻炼下肢肌力的可穿戴设备。它将人和机器人的优势结合起来,通过二者之间的协同合作,以达到所期望的运动要求。当今社会人口老龄化的趋势越来越严重,下肢外骨骼有助于老年人以及中风偏瘫的失能人群锻炼下肢肌肉力量,恢复肌肉活性,从而能够改善生活质量,提高生活品质。本文通过研究人体下肢运动机理并使用三维运动捕捉系统对人体下肢步态数据进行采集和分析,作为结构设计和控制系统设计的理论依据和数据支撑。对动力式下肢外骨骼的结构进行运动学和动力学分析,完成了对下肢外骨骼控制系统的设计。本论文主要完成了以下工作:1.通过比较不同驱动方式的优缺点,选择电机的驱动方式,以伺服电缸作为动力元件进行驱动。2.结合下肢外骨骼对驱动元件的控制要求,以及根据对动力元件的性能参数要求,综合国内外现有的产品,对动力元件进行设计和选型。3.完成了传感器系统的设计,能够准确测量人在穿戴设备行走时的运动信息,也保障了安全。4.控制系统的设计采用闭环控制策略,通过不断的反馈调节以达到控制要求。采用CAN总线的通讯方式,可实现各节点之间的自由通信,突破了 RS485通信只能以主站轮询方式的限制,使得控制系统的实时性和可靠性得到了明显的提高。5.设计了 PID控制算法,选择MATLAB的SIMULINK模块进行控制系统的仿真,验证控制系统设计的可行性和合理性,将模糊控制和PID控制结合起来的模糊PID控制算法对控制系统进行进一步的优化设计。本文所设计的康复训练用下肢外骨骼控制系统具有超调量小、响应速度快、自适应能力强和稳定性强的特点。