大多数工业机器人具有优异的位置控制性能,然而位置控制在生产中并不能保证人机协作的安全性,也难以满足与外界环境接触时的柔顺性。本文针对具有柔性关节的协作机器人进行柔顺控制算法研究。基于拉格朗日-欧拉法建立协作机器人的完整动力学模型,并在此基础上进行模型简化。引入柔性关节机器人的两种动力学参数辨识方法,设计机器人关节虚拟弹簧和阻尼的辨识方法。引入利用递归最小二乘法对环境参数进行辨识的方法,提升柔性关节协作机器人接触未知环境时的运动特性。将协作机器人数学模型重构为级联结构的形式,搭建柔性关节协作机器人的阻抗控制器与导纳控制器,推导出关节空间的协作机器人控制律,对具有级联结构的柔性关节机器人控制器进行稳定性分析。基于阻抗控制适用于高刚度环境而导纳控制适用于自由空间运动或者低刚度环境接触的互补性特点,设计基于切换系统的级联结构阻抗/导纳混合控制器,通过调节占空比来调节阻抗和导纳控制在系统中的作用周期,对基于切换系统的阻抗/导纳混合控制器进行稳定性分析。基于级联结构引入一阶反演控制器,并进行柔性关节机器人笛卡尔空间动力学方程的推导。在笛卡尔空间动力学方程的基础上,将基于反演法设计的阻抗控制器应用至柔性关节机器人,并进行相应的稳定性分析。使用Simulink搭建控制器数学仿真模型。在不同环境刚度下进行柔顺控制算法的仿真,验证阻抗和导纳控制器在不同环境下的阻抗适应特性,验证柔性关节机器人切换混合控制器具有介于二者之间的稳定性和动态性能。通过在线环境刚度估计选定切换占空比,进行加入环境刚度估计占空比的混合控制器对比仿真,验证其理论上更加良好的动态性能。完成基于加权平均方式的混合控制器进行仿真。完成基于反演方法的阻抗控制器仿真,并与普通阻抗控制器进行对比分析。通过论文的柔顺控制方法研究可以使机器人具备一定的力感知能力,能够与外界进行交互和顺从,为更复杂的人机协作场景应用奠定了基础。