智能仿生人工腿是机器人学和生物医学工程学领域一个备受关注的研究课题，它最优秀的特点是能够模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化。开展该项目的研究对改善残疾人的生存条件和促进我国医疗福利事业的发展具有重要的意义。 智能仿生人工腿的摆动是依靠膝关节内一个空压气缸的活塞的伸缩来实现的。空压气缸尾部有一个电机可以控制气缸内一个针阀的开度，改变针阀开度可以调节膝关节弯曲和伸展的阻尼，从而达到改变人工腿摆动速度的目的。以前研制的智能人工腿，在三个方面存在不足：第一、用于控制气缸内针阀开度的控制器采用的是由步进电机所构成的开环系统，位置精度不高；第二、它的CPU多采用51系列的单片机，运行速度不能满足高级算法的需要；第三、以前的步速测量模块硬件结构较复杂，体积也比较大。 针对以上不足，我们在设计智能仿生人工腿CIP-I Leg的控制系统时做了以下改进：第一，将步进电机改为直流伺服电机；第二，设计了一个具有位置、速度和电流反馈的三闭环控制系统，用于控制针阀的开度，并采用ACS算法对控制器参数进行优化，这些控制策略的改进提高了智能仿生人工腿步速调整的快速性和准确性；第三，智能控制器的CPU采用美国TI公司的微处理器芯片MSP430F149，这是一种低功耗、高集成度的控制芯片，其运行速度比51系列单片机快并具有强大的指令集，可实现高级算法的在线运算；最后，采用了高灵敏度的霍尔传感器来测量人工腿所处的状态，测量模块元件少、体积小、结构紧凑、可靠性好。 通过控制系统硬件电路的设计、制作，软件的编写、调试以及实验，结果表明，所设计的控制系统精度高，功耗低，实时性好，并具有良好的智能性、鲁棒性、快速性和准确性。