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摘要近年来因脑卒中和脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）导致下肢瘫痪的患者数量庞大且逐年增多，因此该群体的下肢运动功能康复需求巨大。下肢运动功能康复过程中要实现自然稳定的运动，需具备良好的关节运动控制和姿态平衡能力。因此本文结合迭代学习控制（Iterative Learning Control，ILC）和肌肉骨骼模型设计了基于神经肌肉电刺激（Neuromuscular electrical stimulation，NMES）的关节运动控制系统，以实现良好的关节运动控制，然后对人体姿态平衡规律及下肢关节在其中的作用机制进行了实验研究，为后续设计融合姿态平衡能力的下肢运动功能康复系统提供了基础。本文的主要工作包括：<br>　　1) 基于ILC算法设计NMES关节运动控制系统，并以肌肉骨骼模型作为虚拟被控对象进行仿真分析，探索 ILC 电刺激算法在关节运动控制中的可行性。针对传统ILC算法在NMES控制系统中控制效果不够理想的问题，引入肌肉骨骼模型对算法进行改进，设计基于肌肉骨骼模型的 ILC 电刺激算法，并通过仿真分析验证其控制效果。<br>　　2) 基于上述算法分析，搭建NMES关节运动控制实验平台，对实验对象的肌肉骨骼系统进行参数辨识，并以膝关节为例开展关节运动控制实验。该实验验证了本文提出的基于肌肉骨骼模型的 ILC 电刺激算法在人体关节运动控制中的良好效果，为进一步研究基于NMES的多关节运动控制提供了良好基础。<br>　　3) 以站立姿态平衡为例，开展人体姿态平衡实验研究。通过设定不同干扰强度、有无预判等条件评估人体姿态平衡过程中肌肉激活与关节动力学等变化规律，分析下肢关节在人体维持姿态平衡过程中的作用机制，对后续设计融合姿态平衡能力的下肢运动功能康复系统具有积极意义。