面对日益提高的人工成本和不断增加的市场需求,传统的人工插植方式已经无法满足线束插植的自动化需求。因此,本文针对线束插植作业过程中多线束可编程插植和插植力控制问题,结合闭环PD控制方法,设计了一种基于串联弹性执行器(Series Elastic Actuator,简称SEA)的自动化线束插植的三轴直角坐标机械臂控制系统。本文的主要工作和成果如下:1.简单介绍了课题研究背景及意义,并对插植力控制、自动化插植设备以及SEA串联弹性执行器的国内外研究现状进行了综述。2.介绍了三轴线束插植机械臂控制系统的总体设计。首先,对线束插植机械臂控制系统的需求进行了分析;然后,介绍了线束插植的工艺流程;最后,介绍了线束插植机械臂结构以及控制系统结构。3.分析了SEA的动力学模型。首先,推导了基于位置源控制的SEA模型及其动力学方程;其次,结合奈氏曲线、伯德图方法以及频域特性指标,对其模型进行了频域分析;然后,针对闭环PD力控制模型,设计了其对应的PD控制参数;最后,对基于位置源控制的SEA模型进行了力跟踪仿真实验,给出了弹簧刚度系数的选取范围。4.设计了线束插植机械臂的运动控制程序模块,包括运动控制程序、坐标系示教模块、插植力控制程序、控制指令集模块以及指令解析模块。并且设计了相关的可视化人机界面,包括基础点动控制界面、坐标系示教界面、多线束插植编程界面以及力控制插植界面。5.进行了线束插植控制实验。利用研制的线束插植运动控制器,分别进行了手动和自动线束插植力控制实验,验证了线束插植机械臂控制系统的可行性。6.总结本文已做的工作,并对进一步研究提出一些展望。