建立了PWM高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的4阶SISO动态数学模型,针对实现轨迹跟踪目标,采用输入输出线性化方法得到相对阶数为3的等价系统,该等价系统零动态渐近稳定。由于系统具有参数不确定性和未建模动态特性,采用了带积分的滑模变结构控制。实验结果表明,采用基于等效降阶模型的鲁棒控制,当模型存在误差时,能在关节的整个运动范围内实现较高精度的轨迹跟踪,且对气源压力和负载变化等外加干扰具有良好的鲁棒性。

目的:为实现气动肌肉机械腿关节角度跟踪,设计两自由度气动肌肉机械腿。方法:对拮抗气动肌肉到关节传动问题,建立关节驱动机构模型;主要分析四连杆膝关节力矩静态特性,设计膝关节力矩到气动肌肉拉力的映射关系。机械腿摆动采用双闭环控制策略,外环为位置PD控制,在控制输出中加上机械腿动力学计算力矩项;内环为气动肌肉拉力控制,设计拉力前馈控制器和误差补偿控制器。结果:进行机械腿摆动控制仿真和实验,关节角度跟踪误差在±3°以内。结论:结果表明关节建模有效,动力学控制可实现机械腿关节角度跟踪。

设计一种由气动人工肌肉驱动，柔索传动的仿人灵巧手指。介绍了灵巧手指的结构设计及其控制系统的组成。采用模糊PID控制算法进行方波跟踪和正弦跟踪控制的研究，并对比PID控制效果实验。结果表明，选择合适的控制算法可以使手指的控制具有良好的实时性和跟踪性，为整只灵巧手的控制奠定了基础。

该文以气动肌肉为驱动器，设计了一个六自由度的仿人机械手，实现机械手的红外遥感控制，搭建机械手的实验平台，提出气动肌肉输出位移与关节转动角度的关系，得到气动肌肉仿人机械手关节的实测运动曲线，并与机械手关节运动的理论曲线进行对比分析。实验表明，该仿人机械手在气动肌肉输出位移小于41mm时能较好实现人肘关节和腕关节的柔顺运动。

将气动肌肉和气缸在工作原理、使用方式与驱动特性等方面进行了对比研究，分析表明气动肌肉在柔顺性、动态特性和应用灵活性等方面相比气缸都具有一定的优势，因此更适用于一些特殊的应用场合，为气动肌肉的应用提供了经验和借鉴。

为了有效减少冲击载荷对船舶、航天等工程领域高精仪器产生的影响,提出了一种基于并联气动肌肉的变刚度隔冲系统.首先建立了气动肌肉数学模型,并在此基础上,通过对系统的动力学和运动学分析,建立了隔冲系统的动力学模型,搭建了隔冲实验平台,并进行实验数据的采集与分析.实验结果表明：基于并联气动肌肉的变刚度隔冲系统能够有效减小冲击载荷作用下的加速度传递率,为该隔冲系统的深入研究和应用奠定了良好的基础.

为了解决仪器仪表等高精密设备的防微振和抗冲击问题,基于气动肌肉搭建了隔振实验系统,对其主被动控制进行研究。建立了隔振系统的动力学模型,在此基础之上分别采用被动和PID控制算法进行了实验。通过对比试验结果表明该隔振系统在宽频段内有较好的隔振效果,在低频段内效果尤为显著,该研究为气动肌肉在隔振系统中的进一步控制奠定了基础。

患有腰椎间盘突出或是腰部受伤的人群负载能力下降，介绍了一种新型气动肌肉助力背心帮助患者实现承力。设计了气动助力背心的整体方案，将充气伸长的气动肌肉及其辅件两端分别作用在胯部和腋下，从而降低腰部的压力。研制了一种径向尺寸小、具备柔顺性和有一定径向刚度的波纹内衬式滑管气动肌肉作为助力背心的支撑单元，并测试了气动肌肉的等长特性。通过理论计算了气动助力背心的承载能力。试验表明，助力背心工作在0.2 MPa时，能实现120 N的支撑力。

针对气动肌肉非对称迟滞现象，采用改进Jiles-Atherton（J-A）模型来对其进行描述，并利用自适应权重粒子群来对模型所需参数进行辨识；通过与实验数据进行对比，对所建模型精度进行验证。基于所建迟滞模型，进而提出一种积分逆迟滞补偿器，通过将其引入到PID控制系统中，实现对气动肌肉的迟滞补偿控制。仿真结果表明，引入迟滞补偿器后显著提高了对气动肌肉的控制精度，验证了所提迟滞补偿器的有效性。

提出了一种刚度阻尼解耦，且可调并能大幅降低支撑频率的基于PAM（气动肌肉）和MRD（磁流变阻尼器）的六维宽频隔振系统，推导了由弹性、阻尼作用空间到支撑平台笛卡尔六维空间的雅可比矩阵，获得了系统的惯性、刚度及阻尼矩阵，在此基础上，建立了系统振动方程，分析了系统的解耦特性、支撑频率的可降特性以及宽频隔振原理，讨论了弹性阻尼元件的参数计算方法。该成果可为车载／舰载／机载精密设备的六维宽频隔振提供理论参考。