脑机借口系统通过建立大脑与外部设备之间的信息传输通路,实现对外部设备的控制,为恢复人类受损的运动功能提供了一种有效方法。系统主要包括大脑（模型）、解码器、编码嚣和外部设备等模块;为进一步提高对外部设备的控制精度,可引入辅助控制嚣模块。对系统各组成模块进行设计、比较和性能分析,可为整体系统的构建奠定基础,具有重要的研究意义。本文基于改进的单关节信息传输模型,针对解码器和辅助控制器投块设计、性能对比分析及闭环系统构建等内容进行研究,以上研究内容基于仿真实现,具体内容如下:1.针对闭环脑机接口系统中解码器设计问题,基于多元非线性拟合、支持向量机回归、k近邻、随机森林、反向传播神经网络、长短周期记忆神经网络、维纳滤波和卡尔曼滤波原理设计解码器,将大脑皮层运动相关区域平均放电率转化为人工假肢可以接受的关节合力矩信息。测试表明:基于长短周期记忆神经网络的解码器性能最优。2.为获取对期望轨迹更好的跟踪效果,本文基于模型控制、同步扰动随机逼近算法、迭代整定反馈算法和模型预测控制设计辅助控制器,并构建闭环脑机接口系统;对四种辅助控制器跟踪期望轨迹的跟踪效果及计算控制输出所消耗时间进行测试并对比分析。测试表明:在前述几种辅助控制器中跟踪期望轨迹的效果越好,所消耗的计算时间越长,因此在构建闭环BMI系统过程中,根据实际需求合理选择辅助控制器。3.为验证设计的解码器和辅助控制器在整个系统中的效果,采用最优的解码器和辅助控制器构建闭环脑机接口系统:在系统中引入实际机械臂作为外部设备,并设计实验验证单关节运动的恢复效果果。实验表明:该闭环脑机接「口系统能够准确驱动实际机械臂到达目标位置,证明了本文所设计的解码器、辅助控制器及闭环脑机接口系统的有效性。本文通过对闭环脑机接口系统中解码器和辅助控制器模块进行设计、性能比较分析,为整体系统的研究奠定了基础。总的来说,基于设计的解码器和辅助控制器构建的闭环脑机接口系统能够准确地跟踪期望轨迹,在对单关节运动的恢复上具有较好的效果。本文研究成果可以进一步完善闭环脑机接口系统的研究,更好地对运动恢复提供依据。