随着仿生学、机器人学、控制理论及互联网的发展,工业4.0发展战略的提出,国家对于人工智能及机器人产业更加关注,机器人研究也越来越被学术界关注。机器人作为人工智能的载体,可广泛应用于军事、工业、医疗、服务、家政、娱乐等各个领域。尤其在一些高风险、高负载的应用场景,机器人必不可少,而机器人的控制方法研究更成为重中之重。本文主要研究应用于工业大负载下的四足液压机器人的阻抗控制方法,针对当前机器人控制研究存在的诸多问题,进行三自由度阻抗控制的理论研究、数学推导、控制策略研究、仿真优化、控制策略对比及仿真结果分析,提升四足液压机器人对复杂路面的适应能力,以及柔顺性、行走稳定性、输出位移特性及输出力特性等。结合机器人学及物理运动学动力学等知识,进行机器人单腿三自由度运动学和动力学推导,得到单腿摆动相和支撑相各个关节的关节力矩与关节运动参数的数学关系,为三自由度下阻抗控制研究打下基础。进行三自由度下单腿的阻抗控制研究,分析机器人在对角小跑步态下行走的姿态角、速度、加速度变化,通过数学推导分析足端支撑相三个方向受力产生的附加力矩与姿态角、加速度变化的关系,优化基于位置的控制方法,通过仿真验证侧摆自由度对于机器人运动稳定性的重要意义。而后对单腿尝试多种力控制方法的尝试及仿真验证。设计一种逆动力学前馈PD阻抗控制补偿的力控制方法,并搭建联合仿真平台,比较摆动相单纯力控制与逆动力学前馈PD阻抗控制补偿两种策略液压缸力位移特性;进行支撑相联合仿真,优化力控制策略,使之适应支撑相大负载。最后搭建冲击力仿真验证平台,测试机器人单腿摆动相在新力控制方法下对于冲击力的柔顺性。进行三自由度四足机器人四足的力阻抗控制研究,搭建全力矩的四足控制联合仿真框架,比较基于位置和基于力两种控制方法在对角小跑步态下的系统响应特性,验证基于力控制方法的有效性和优越性。为了进一步比较位置控制和力控制的控制性能,研究四足机器人对角小跑变步长行走的控制方法,首先根据对角小跑的步态特点,设计一种合适的对角小跑变步长行走方式,然后搭建控制仿真平台,通过仿真,比较基于位置控制和基于力控制下机器人行走的速度特性,验证基于力的控制方法具有更好的速度稳定性。本课题的研究的主要目的包括:在三自由度下研究四足机器人阻抗控制,并通过联合仿真验证了侧摆方向力对于机器人运动稳定性的重要意义;提出一种逆动力学做前馈PD阻抗控制做补偿的力控制方法,并对之做优化适应支撑相的大负载,通过仿真验证其可行性;研究对角小跑变步态行走控制方法,仿真验证了力控制方法相比于位置控制方法具有更好的速度稳定性。