假肢手的研究对于残疾人能够进行正常的生活和更好地融入社会是非常重要的,所以制造出具有良好的安全性和柔顺性、能对抓取动作进行实时控制的仿人手假肢对于肢体残疾人来说是迫切需要的。通过建模仿真来分析肌肉驱动系统的变刚度特性,并通过假肢手电机驱动系统的控制方案设计,使假肢手一定程度上复现肌肉驱动的柔顺性。论文主要研究工作包括以下几个方面：(1)采用Hill-type三元素肌肉集中参数模型,直观展示了肌肉输出力和肌肉长度与长度变化速率的关系。对肌肉本体感受器肌梭的动态特性进行了仿真分析,仿真结果验证了肌梭跟肌肉长度、长度变化率和肌梭运动神经输入等因素密切相关。(2)构建单关节神经肌肉骨骼运动系统数学模型。仿真结果表明肌肉驱动系统在自由运动空间和力接触空间过程中具有变刚度特性,且抓握力加载过程平滑且稳定,揭示了人手驱动系统的变刚度柔性驱动特性。(3)提出了基于人手神经肌肉骨骼运动系统仿生驱动跟踪控制策略。分别设计了PID控制器和模糊PID控制器,分别从电机转速控制和力加载仿生跟踪控制两个方面加以仿真分析,仿真结果证实了该控制策略及控制器的合理性和有效性。(4)基于LabView平台搭建了假肢手电机驱动在线实时控制系统。设计电机性能控制和假肢手力加载的实验方案,实现位置、转速和力等闭环控制,并对实验数据进行分析研究。实验结果证实了通过主动仿生跟踪控制能一定程度上实现电机的仿肌肉柔性驱动。