機(jī)器人具有高度非線性，強(qiáng)時(shí)變以及強(qiáng)耦合等動(dòng)力學(xué)特性，為了提高機(jī)器人控制的性能，研究人員提出了基于模型的控制（Model Based Control）方法。

在機(jī)器人研究領(lǐng)域，多種常見的高性能機(jī)器人控制器如計(jì)算力矩控制（Compute Torque Control）和阻抗控制（ImpedanceControl）等均需要使用機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型。

機(jī)器人系統(tǒng)模型包括機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，不精確動(dòng)力學(xué)模型可能會(huì)導(dǎo)致控制性能的降低，甚至?xí)鹣到y(tǒng)的不穩(wěn)定。

常用的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模方法包括拉格朗日動(dòng)力學(xué)建模方法和牛頓 - 歐拉動(dòng)力學(xué)建模方法等。通過 “虛位移” 和 “ 虛功” 的概念，引入廣義坐標(biāo)來減少運(yùn)動(dòng)方程和約束方程的數(shù)量，在動(dòng)力學(xué)普遍方程的基礎(chǔ)上建立了拉格朗日方程。

漢密爾頓基于著名的漢密爾頓原理，在動(dòng)量和動(dòng)能關(guān)系的基礎(chǔ)上建立了哈密爾頓運(yùn)動(dòng)方程，為拉格朗日方程提供了另一種推導(dǎo)方法。

設(shè)計(jì)基于模型的控制器要求建立的模型具有足夠高的計(jì)算效率，可以使用黎曼幾何和李群李代數(shù)的相關(guān)概念描述開環(huán)和閉環(huán)機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，推導(dǎo)出遞推形式的動(dòng)力學(xué)方程。在建立動(dòng)力學(xué)模型過程中，獲取精確的機(jī)器人模型參數(shù)具有重要作用。

需要引入機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)辨識(shí)的原因：動(dòng)力學(xué)參數(shù)因?yàn)槭艿綔y(cè)量手段以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，通過參數(shù)估計(jì)來獲得相對(duì)準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)參數(shù)：基于最小二乘法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制逼近模型中的未建模動(dòng)態(tài)。

無法確保估計(jì)參數(shù)的收斂性，而重要的是消除非線性系統(tǒng)中建模誤差帶來的影響。

阻抗/導(dǎo)納控制是希望機(jī)器人呈現(xiàn)質(zhì)量-阻尼-彈簧的二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，機(jī)器人阻抗控制是間接地控制機(jī)器人和環(huán)境間的作用力，其設(shè)計(jì)思想是建立機(jī)器人末端作用力與其位置偏差之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系通過控制機(jī)器人位移而達(dá)到控制末端作用力的目的保證機(jī)器人在受約束方向保持期望的接觸力。

而傳統(tǒng)的機(jī)器人力位置控制研究難點(diǎn)：提高系統(tǒng)對(duì)干擾系統(tǒng)模型誤差、外界千擾以及測(cè)量噪聲影響的魯棒性，阻抗控制方法受系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、外界干擾、力測(cè)量影響小。

目的：阻抗控制旨在在不確定的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械相互作用。

阻抗控制目前研究的問題：耦合穩(wěn)定性分析、力跟蹤阻抗控制、混合阻抗控制、魯棒阻抗控制、自適應(yīng)阻抗控制、學(xué)習(xí)阻抗控制等。

阻抗控制和導(dǎo)納控制的主要區(qū)別為如下因果關(guān)系：阻抗控制是基于測(cè)量的位置（差值）來控制外力，而導(dǎo)納控制則是基于測(cè)量的外力（差值）來控制位置。