在探讨有关具有2自由度控制结构的电缆驱动系列弹性执行器的阻抗控制的知识点之前，有必要先理解一些基础概念和背景。执行器是机器人技术中的一个关键组件，它通过将能量转化为机械运动来执行特定的任务。弹性执行器（SEA）在物理人机交互（HRI）中变得越来越重要，主要因为它们内在的安全性和顺应性。弹性组件可以吸收冲击，允许精确而稳定的力控制，提供安全性和能量存储。常见的弹性执行器包括串联弹性执行器（SEA），它们在各种物理人机交互应用中被广泛采用以提高安全性和顺应性。
电缆驱动的弹性执行器可以灵活安装并实现远程扭矩传输。由于它们的低重量与长度比，电缆容易改变力的方向，以较小的能量损失和空间占用将扭矩传输到远程位置，并允许驱动电机从机器人框架上脱离开。此外，由于电缆驱动单向的力约束和当张力超过一定阈值时会断裂的特性，电缆驱动成为了人机交互的安全解决方案之一。
然而，在电缆驱动SEA的阻抗控制中仍存在挑战。其中，弹性组件造成的带宽降低以及参考跟踪与鲁棒性之间的性能平衡是主要问题。阻抗控制是机器人领域内的一种控制策略，它允许机器人和外部环境进行动态交互，类似于弹簧-阻尼器系统。阻抗控制器通常根据交互力和位置/速度误差来调整机器人的运动轨迹和速度。
为了应对上述挑战，本文中提到了一个速度源电缆驱动SEA的建立，并设计了一个稳定的2自由度（2-DOF）控制方法来分别追求鲁棒性和扭矩跟踪的目标。2自由度控制方法意味着它能够独立控制系统的两个方面：一方面追求参考轨迹的准确跟踪，另一方面追求系统的鲁棒性。这种方法能够在一定程度上分离控制系统的设计，从而简化了设计过程，并可能同时提高系统的性能。
进一步的，本文中还设计并实施了一个人机交互的阻抗控制结构，并且使用了扭矩补偿器。通过模拟和实际实验验证了2自由度方法控制电缆驱动SEA的有效性。扭矩补偿器的使用能够改善执行器对于负载变化的适应能力，并且使执行器在面对不同环境时具备更好的鲁棒性。
这些知识点被展示在2016年IEEE/RSJ国际智能机器人与系统会议上（IROS），这是一次机器人技术领域的重要会议。论文展示的研究为电缆驱动SEA的阻抗控制提供了新的理论基础和实践方法。会议论文通常会被认为是该领域的研究前沿，因此，这项研究工作很可能是机器人阻抗控制技术进步的体现。
总结来说，本研究论文在人机交互和机器人控制领域提出了一种创新的阻抗控制方法，用以提高电缆驱动SEA的带宽和交互性能。2自由度控制方法的提出和扭矩补偿器的使用，都为未来弹性执行器的控制策略提供了新的研究方向，并为实际应用中的机器人提供了更安全、更有效的交互方式。
