水下机械手是水下机器人与环境直接交互、完成作业的重要工具。对于要求力控的作业任务,水下机械手应当具备主动柔顺能力。相比于空气环境,水下环境较为复杂,存在水阻力、水流随机干扰等影响。阻抗控制方法是一种经典的柔顺控制方法,但是在水下环境中不像在空气环境中一样具备良好的力跟踪能力。本文针对水下机械手的力跟踪柔顺能力,基于阻抗控制方法进行了仿真与实验研究。建立了水下机械手的动力学模型,分析了水环境对水下机械手的作用力。对目标物体被抓取时的状态进行了力学分析,将水下环境的影响分为直接作用于机械手的直接作用和通过目标物体传递给机械手干扰力的间接作用。分析了基于位置的阻抗控制方法在水下环境的问题。基于Simulink平台搭建了仿真环境,讨论了目标阻抗参数对控制系统的影响。引入水下环境中目标物体的位置和刚度预估误差以及水环境干扰力的影响,对基于位置的阻抗控制方法进行了仿真分析。针对基于位置的阻抗控制在水下环境的问题,设计了刚度调整自适应阻抗控制器和参数辨识自校正阻抗控制器。基于Simulink搭建控制器模型,通过仿真验证了所提出的方法能够解决环境参数预估误差和水环境干扰力的问题,并且对水流干扰力都有一定的抵抗能力。通过进一步的仿真对比确定了更适用于水下柔顺抓取任务的阻抗控制器。设计了上位机-控制层-执行层的分层式运动控制系统,搭建了水下抓取实验平台。对力传感器进行标定,并进行水下阻抗控制抓取实验。实验表明,控制器能够在真实的水下环境中执行力跟踪抓取任务,具有良好的性能。