本文以上肢外骨骼为研究对象,研究目标是通过合适的控制方法,使得上肢外骨骼不仅能够准确的跟踪人体上肢的运动,并且使得穿戴者在穿上上肢外骨骼之后能够安全、自由、舒适的进行运动。在本文中为了能够达到控制要求,首先对人体上肢的运动进行分析,得到人体上肢基本的运动形式,这是后续研究的基础;然后对上肢外骨骼进行运动学和动力学的分析,并且建立相应的模型;接下来针对本文中所建立的模型,分别滑模控制方法和滑模阻抗控制方法进行分析,在上肢外骨骼模型下,对各个控制方法进行联合仿真,分析得出各个方法的优缺点,并结合实际的控制需求,设计符合本文控制要求的控制方法。分别从以下几个方面进行研究:(1)首先分析人体上肢的基本结构,进而分析各个关节的结构以及各个关节的运动形式。在上肢外骨骼实际的设计中,主要的原则为在能够达到控制要求的前下,尽可能做到模型简化、控制方法简化以及容易实现。在本文中对于肩关节选取三个自由度,对肘关节选取一个自由度,另外还对肩关节和肘关节运动进行了简要分析。(2)利用D-H法分析上肢外骨骼末端执行器位置,分析末端执行器所处的坐标系与基坐标系之间的相互变换,并且求出相应的坐标变换矩阵,对上肢外骨骼进行运动学建模。基于机器人动力学分析常用方法(拉格朗日法)建立上肢外骨骼的动力学模型,求得运动过程中各关节需要的驱动力矩,并在ADAMS中建立上肢外骨骼的原理样机。(3)基于ADAMS动力学模型对本文中的控制方法进行MATLAB-ADAMS联合仿真。通过分析上肢外骨骼滑模控制方法可以得知,虽然滑模控制方法具有较好的鲁棒性,也能够达到不错的跟踪效果,但是在外骨骼的人机耦合性方面并没有体现。接着分析人体交互力模型,并在滑模控制的基础上出了一种滑模阻抗控制方法,使得在能够满足人机耦合的前下,又能够使整个控制系统具有较好的鲁棒性。