1.康复步行训练机器人的补偿人机互作用力的跟踪控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1)基于康复步行训练机器人系统动力学模型，将广义输入力分解为跟踪控制力和人机互作用力，得到具有人机互作用力的机器人系统动力学模型；系统动力学模型描述如下其中

X(t)为康复步行训练机器人的实际行走轨迹，u(t)表示广义控制输入力，M表示康复步行训练机器人的质量，m表示康复者的质量，I0表示转动惯量，M0,K(θ), B(θ)为系数矩阵；θ表示水平轴和机器人中心与第一个轮子中心连线间的夹角，即θ＝θ1，由康复步行机器人结构可知， θ3＝θ+π， li表示系统重心到每个轮子中心的距离，r0表示中心到重心的距离，φi表示x′轴和每个轮子对应的li之间的夹角，λi表示重心到每个轮子的距离，i＝1,2,3,4；符号将u(t)分解为u0(t)和u1(t)并代入模型(1)，得

其中u0(t)表示待设计的跟踪控制力，用于驱动康复步行训练机器人跟踪医生指定的训练轨迹；u1(t)表示待观测的人机互作用力；令X(t)＝x1(t)表示机器人的运动位置，表示机器人的运动速度， 表示系统的扩展状态，于是得到具有人机互作用力的机器人系统动力学模型如下

其中h为有界常数，表示机器人系统扩展状态的变化量；

步骤2)基于人机互作用力的康复步行训练机器人系统动力学模型，利用机器人的实时位置输出，设计定常增益和时变增益相结合的系统观测器，估计人机互作用力；康复步行训练机器人的实时位置输出y(t)＝X(t)＝x1(t)，设 表示xj(t)(j＝1,2,3)的观测值，表示观测误差，设计观测器如下：其中λ0，λ2为待设计的观测器定常增益，λ1(t)为待设计的观测器时变增益；根据模型(3)和观测器(4)，得到观测误差系统为步骤3)基于状态观测误差以及轨迹跟踪误差和速度跟踪误差设计Lyapunov函数，使观测误差系统及跟踪误差系统实现渐近稳定；康复步行训练机器人实际行走轨迹X(t)，医生指定训练轨迹Xd(t)，设轨迹跟踪误差e1(t)和速度跟踪误差e2(t)分别为e1(t)＝X(t)-Xd(t)     (6)

进一步，由式(6)、(7)及模型(3)得到跟踪误差系统为

根据观测误差和跟踪误差设计设计Lyapunov函数如下：

步骤4)使观测误差系统及跟踪误差系统达到渐近稳定时，获得观测器增益和人机互作用力的求解方法，并根据获得的人机互作用力，设计补偿跟踪控制器；沿观测误差系统(5)和跟踪误差系统(8)对式(9)求导，调整观测器增益为可使观测误差系统(5)渐近稳定，其中εσ(σ＝1,2,3)表示指定的小正数，于是得进一步，由系统扩展状态x3(t)得人机互作用力为获得人机互作用力后，设计补偿跟踪控制器u0(t)为

可使跟踪误差系统(8)渐近稳定；其中 表示B(θ)的伪逆矩阵；

基于ARM Cortex‐M4的STM32F411系列单片机将输出PWM信号提供给电机驱动模块，使康复步行训练机器人补偿人机互作用力，并精确跟踪医生指定的训练轨迹；以STM32F411系列单片机为主控制器，主控制器的输入接MPU9250传感器模块、输出接电机驱动模块；电机驱动模块与直流电机相连；电源系统给各单元模块供电；主控制器控制方法为读取传感器模块的反馈信号X(t)与主控制器给定的控制命令信号Xd(t)，计算得出误差信号，并利用反馈信号X(t)获得人机互作用力；根据误差信号及人机互作用力，主控制器按照预定的控制算法计算出电机的控制量，送给电机驱动模块，电机转动带动轮子维持自身平衡及按指定方式运动。