针对目前气动人工肌肉数学模型建模过程较为复杂的问题，提出一种气动人工肌肉的实验模型辨识方法。以气动人工肌肉-质量系统为实验对象，对其输入气压与气动肌肉收缩量之间的关系模型进行实验辨识研究。采用欠阻尼二阶系统来描述气动人工肌肉充气与排气过程的动态响应．并利用实验数据对模型参数进行辨识。最后基于辨识得到的模型进行气动人工肌肉的位置控制，实验结果验证了模型的有效性。

该文通过对传统的气动人工肌肉特性测试系统的分析，提出了一种以交流伺服电机为加载的新型的气动人工肌肉特性测试系统。该测试系统以虚拟仪器为控制界面，提高了自动化程度。用该测试系统分别对两种人工肌肉进行特性测试，将实验曲线与仿真曲线对比，表明该气动人工肌肉特性测试系统能够很好地完成相关的特性测试，并具有通用性。

该文设计了一根气动人工肌肉驱动特性实验台的计算机辅助测试系统，通过此实验台得到气动人工肌肉的内部气压和其收缩量之间的变化关系。根据实验得到驱动特性，设计了基于气动人工肌肉的机械手关节和控制系统，并通过实验得到了气动人工肌肉的气压和机械手关节转动角度的曲线关系。

该文首先提出考虑气动人工肌肉端部影响、橡胶弹性力和摩擦力的改进的气动人工肌肉静态数学模型，然后设计了气动人工肌肉静态特性测试台，测得某公司生产的DMSP-40-450 RM—RM型肌肉的静态特性。根据理论的改进模型和测量数据，该文采用数据拟合的方法，得出该种型号气动人工肌肉的比较简单且拟合结果较好的数学模型。

高速开关阀控气动人工肌肉系统中存在极强的非线性（比如迟滞力，气体的动态流动），并伴随众多不确定性和干扰，难以有效控制。针对高速开关阀控气动人工肌肉单自由度质量弹簧系统，提出了带迟滞力补偿的气动人工肌肉数学模型；基于反馈线性化，设计出了相应的位置离散滑模控制策略。另外，经对高开关阀控气压方式进行线性化，简化了高速开关阀的PWM控制策略。实验结果表明，所提出的控制方案不仅取得了不低于离散抗饱和PID的控制效果，而且具有很大的改进和提升空间。

针对脑卒中患者踝关节存在的异常步态问题，以一对对抗气动人工肌肉作为驱动，以流量比例阀为控制元件，研究设计了一种新型气动人工肌肉驱动踝关节矫正器，帮助患者完成日常运动康复训练。文中叙述了矫正器的机械结构、气动回路和控制系统的构成，并制作了实验样机。经实验验证，该矫正器可以较好地完成对正常人的行走步态跟踪，达到康复训练的目的。

为了解决船舰等工程领域高精仪器的减振问题，提出了具有弹性阻尼和变刚度特性的并联减振系统，实现了减振系统刚度的有效调节和控制。通过系统运动学和动力学分析，结合气动肌肉数学模型，建立了并联减振系统的数学模型；利用Adams软件进行仿真，分析了脉冲激励下刚度等系统特性参数对并联减振系统的影响；搭建了实验平台，进行了实验数据与仿真数据的对比分析，证明了减振系统数学模型的正确性和变刚度减振原理的可行性，也为主动变刚度减振技术研究奠定了基础。

设计的气动人工肌肉驱动的灵巧手控制系统，由数据手套完成远端到临近点的主从控制，由分布式二级控制系统完成临近点到接触点的自主控制。两种控制方式相融合，既提高了抓取效率，又保证了抓取的柔性，对灵巧手的智能控制方法的研究有一定的参考价值。

针对气动人工肌肉推广应用的问题，提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案，并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明，该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性，设计了一款欠驱动的多自由度灵巧手，并进行了多项抓取实验，验证了其多种状况下的工作能力。基于气动人工肌肉的灵巧手具有适应性强和抓取力大的特点，对气动人工肌肉的应用和机器人末端执行器的开发具有参考价值。

以McKibben型气动人工肌肉为研究对象，对编织型气动人工肌肉工作机理进行了研究，建立了考虑端部有径向约束的气动人工肌肉几何模型，并对所建模型进行数值分析。通过与理想圆柱模型的对比，所建模型从理论上能更精确描述气动人工肌肉的工作特性，这对建立更加精确的气动人工肌肉模型有着重要的意义。