在人机物理交互领域,机器人控制需要权衡关节运动性能和人类安全性。如何设计控制算法使得机器人在高效精确作业的同时又能保护操作人员的安全性一直是该领域的研究热点和难点。串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator, SEA)由于其内在安全特性受到广泛关注,但是弹性介质的引入增加了系统动态结构的复杂度,设计稳定和可靠的控制算法成为使用该类驱动器的挑战之一。本文基于单自由度串联弹性驱动器实物平台,以执行机构精确安全作业为目标,开展了串联弹性驱动关节人机物理交互安全性问题的研究。取得的研究成果包括以下几个部分：1.改进了基于速度内环的力矩控制。通过在速度内环的力矩控制基础上添加噪声观测器,有效抑制了模型时变参数对控制性能的影响,实验结果表明该算法对改善力矩控制暂态性能,提高鲁棒性具有重要作用。2.提出了变学习速率的自适应柔顺位置控制算法。该算法从SEA负载端动力学出发,通过自适应算法估计负载物理参数,并根据扩展卡尔曼滤波调节学习速率。实验结果表明该算法位置跟踪误差约0.83°,同时还具备在未知约束环境中与人物理交互的能力。3.提出了基于SEA的环境交互刚度辨识方法。该方法在上述柔顺性位置控制基础上,通过选取带松弛变量的渐消记忆参数辨识方法估计SEA与环境的交互刚度。仿真实验表明该算法具有时变参数辨识能力与强抗扰性能。