1.下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法，包括如下步骤：S1.基于拉格朗日法建立下肢外骨骼康复机器人离散化动力学模型，并根据拉格朗日系统离散化准则将动力学模型进行离散化处理；

S2.基于下肢外骨骼康复机器人离散化动力学模型设计滑模面；

S3.基于下肢外骨骼康复机器人离散化动力学模型和滑模面设计等效控制律；具体包括：T

将系统模型中的建模误差与外部干扰表示为d＝[0 0 0 0] ，且系统理想的准滑模带满足s(k+1)＝s(k)＝0，则根据滑模面函数可得：T

s(k+1)＝C[Xd(k+1)‑F(Xk)Xk‑BkUk]＝0           (24)等效控制输入为：

T ‑1 T T

u1(k)＝(CBk) [CXd(k+1)‑CF(Xk)Xk]        (25)S4.基于下肢外骨骼康复机器人离散化动力学模型和设计的等效控制律设计离散自适应系统状态到达控制律；具体包括：T

当d≠[0 0 0 0]时，为了消除系统建模误差和外部扰动带来的影响，使用离散自适应趋近律为：α

s(k+1)＝Γ(k)Qs(k)‑TΓ(k)Φ(k)|s(k)|sgn[s(k)]          (26)其中，自适应参数矩阵 并且

参数矩阵

且Φ1(k)＝δ|s1(k)|，Φ2(k)＝δ|s2(k)|；参数矩阵且δ＞0，0＜1‑q1T＜1，0

＜1‑q2T＜1，0＜α＜1；则可得到系统状态到达控制律为：T ‑1 α

u2(k)＝‑(CBk) [Γ(k)Qs(k)‑TΓ(k)Φ(k)|s(k)|sgn[s(k)]] (27)最终控制输入量为：

2.如权利要求1所述的下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S1具体包括：

1.1)为简化逆动力学模型的建立和控制器的设计，将人体下肢在三维空间中的运动简化为在矢状面上的多刚体平面运动，由于在康复运动过程中机械双腿在矢状面上对称，因此将外骨骼机械腿简化成单腿模型进行分析；在康复训练中踝关节的运动对整个人体运动的影响很小，因此在外骨骼机器人动力学模型中只考虑将髋关节和膝关节作为主动关节，踝关节作为被动关节；建立机械腿动力学模型的二连杆模型，以髋关节的旋转点为原点建立坐标系；设下肢外骨骼机械腿中的大腿杆的质量为m1，长度为l1，大腿质心到髋关节的距离为lc1，小腿杆的质量为m2，长度为l2，小腿质心到膝关节的距离为lc2，θ1为外骨骼髋关节偏离x轴的角度，θ2为膝关节偏离髋关节的角度， 为外骨骼关节角速度， 为外骨骼关节角加速度；

设外骨骼系统中大腿杆和小腿杆的质心坐标为(xc1,yc1)，(xc2,yc2)，得到质心坐标的表达式为：则系统的总动能为：

系统的总势能为：

得到下肢外骨骼机器人系统的拉格朗日系统函数为：则外骨骼系统的拉格朗日动力学方程为：

其中τ1表示髋关节处力矩输入量，τ2表示膝关节处力矩输入量；将建立的系统动力学模型整理成矩阵形式如下：在此动力学模型中，θ、 分别表示髋关节和膝关节的关节位置、关节角速度和关节角加速度的向量，τ表示关节的驱动力矩向量，M(θ)为对称正定惯性矩阵， 为哥氏力和离心力系数矩阵，G(θ)为重力项矩阵，各参数的具体形式如下：

1.2)外骨骼系统连续状态动力学模型是以拉格朗日法为基础进行动力学方程求解，根据拉格朗日系统的离散代换原则对下肢外骨骼动力学模型进行离散化处理，所采取的离散化准则为：其中T表示采样周期，k表示采样时刻；经过离散化后，可得到如下的离散化动力学方程：动力学方程中各参数表示如下：

在上述参数中，θ1,k和θ2,k分别表示k时刻髋关节和膝关节的转动角度值， 和 分别表示k时刻髋关节和膝关节的转动角速度值，τ1,k和τ2,k分别表示k时刻髋关节和膝关节的转动力矩值，而参数θk+1可近似表示为 经过离散化后，可进一步得到动力学模T型的状态空间表达式，令 表示系统状态变量，Uk＝[τ1,k τ2,k] 表示为系统控制输入变量，则状态空间表达式如下：

Xk+1＝F(Xk)Xk+BkUk+d               (19)

4×1

其中，F(Xk)表示状态转移矩阵，Bk表示控制矩阵，dk∈R 表示系统建模误差部分与外部干扰之和，I2×2表示为2×2的单位矩阵，02×2表示为2×2的零矩阵。

3.如权利要求1所述的下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S2具体包括：定义误差变量：

其中，E表示步态轨迹跟踪误差，Xd(k)为步态参考轨迹，X(k)为步态真实轨迹；则选取的滑模面函数如下：其中， 为滑模面函数增益矩阵，c1和c2为大于零的常数。

4.如权利要求1所述的下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S4利用MATLAB2016a软件和Opensim软件进行联合仿真，对下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法的效果进行验证；

在仿真中参考步态轨迹是根据正常步态拟合出来的步态轨迹，其中髋关节和膝关节的运动轨迹函数如下：滑模面函数和控制器参数设置为：c1＝15，c2＝25，m＝2，ε＝500，α＝0.5，δ＝160，q1＝

0.6，q2＝0.6；为了验证设计离散滑模控制器的鲁棒性能，将系统建模误差和外部扰动设置T为d＝[0 0 5sin(t) ‑5sin(t)]，离散系统采样周期为T＝1ms。

5.如权利要求4所述的下肢外骨骼康复机器人步态轨迹跟踪控制方法，其特征在于：下肢外骨骼康复机器人具体给定参数如下：m1为机械腿中大腿杆的质量，取值9.0kg；m2为机械腿中小腿杆的质量，取值5.0kg；l1为机械腿中大腿杆的长度，取值0.45m；l2为机械腿中小腿杆的长度，取值0.4m；lc1为大腿质心到髋关节的距离，取值0.25m；lc2为小腿质心到膝关节的距离，取值0.25m。