自古以来，人们创造了好多自动装置，大都无意识的使用了自动控制理论的一些基本原理，好比关于浮标反馈装置，定时器的装置等等。机械手一直以来都是人们所理想的控制装置。

在二十世纪五十年代到六十年代，卡尔曼为首的一批科学家将状态空间方法引入了自动控制系统，并且取得了可观测性，系统的最优性能以及最优调节理论等重要成果。于此同时，美国的Dovel在1954年把他曾经提出的关于机器自动化的Teaching-Playback的概念进行了专利申报。1958年美国联合控制公司研制出的一台机械手。它的结构是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教行的。1962年，美国联合公司[2]在上述方案的基础上又研制出一台数控示教再现型机械手。同年该公司和普鲁曼公司合并万能自动公司，专门生产工业机械手。发展到今天机械手的发展已经发展了三代。84428

第一代机械手主要采用顺序控制，不具备传感装置。在1961年AMF公司生产的“Versatran”作为此类机械手的最初产品，现在已经基本普及，他主要应用于环境结构相对固定和顺序作业的情景，对于重复性的操作可以通过编程来实现，然而由于缺乏传感器的反馈信息，因而在实施作业中不能从外界获取信息来改善控制效果，所以这种控制下的系统范围和精确度受到了限定。

第二代机械手主要采用反馈控制，通过机械手系统的检测部分对机械手的状态进行反馈。检测部分采集信号的核心器件是传感器，通过压力传感器测量出操作对象的重力，通过视觉传感器判定物体的运动状态，位移、速度、和加速度等信息，控制器通过传感器反馈回来的这些信号对系统进行控制。系统的动态性能比起第一代机械手有了大幅提升，第二代机械手应用了诸多领域，控制理论的反馈和闭环控制，控制器主要采用计算机技术用计算机进行控制，由于要模仿人的视觉感觉等功能涉及到仿生学，传感器的设计涉及到传感术。虽然目前的生产中第二代机械手的应用比较广，但是还有好多地方需要完善，对第二代机械手的研究仍然有很重要的现实意义。论文网

第三代机械手主要采用智能控制，它拥有一些人工智能，生物机制的特性，能够感知外界的对象物品和环境，并依据复杂的外界环境进行推理，自主决定操作行为，因而可以完成特殊或者复杂的任务。这种机械手的研究才刚刚开始，地智能的机械手已应用于攀爬岩壁，工业，水下等人工不方便操作的特殊环境中。智能机械手涉及的理论不仅包括了第二代机械手涉及的那些领域而且高智能，而且还受到与人工智能相关的一些领域的制约，所以智能机械手现在还处于研究阶段，但随着技术的发展，可以预想到在本世纪将会出现大量的智能机械手。

机械手经历了几十年的发展，已经在在各个领域的应用中发挥出重要作用，机械手的控制方法也从最初简单的PD控制发展到各种鲁棒控制，机械手的机械结构也有了很大发展。日本，西欧以及美国一些国家对机械手的研究已经远远走在了前面，不仅对机械手的控制理论研究日臻完善，并且机械手的产业链也早已完备，工业机械手已从实验室走出来进入市场。从研究的内容来看，建立数学模型，机械结构设计，以及执行元件和传感元件的研究。其中的核心是机械手的控制器设计。

关于单臂机械手的控制问题，一直以来都是属于国内外关注的焦点，下面介绍了一些国内外近几年来研究的现状，2002年，清华大学自动化化系的董文杰和徐立文[3]，针对不确定非完整机械手跟踪控制问题，设计出一种鲁棒控制器，解决了在惯性参数不精确而且还受到外界干扰和摩擦力影响下的跟踪控制问题，不仅能够按照期望轨迹跟踪，而且结构简单，设计方便。2005年，工程兵工程学院的张琦、郭松辉[4]设计出一种基于PD的迭代算法，实现了对液压机械手的精确跟踪控制，克服了干扰因素复杂，动力学特征难以估计的难题。2010年，赵丹青[5]在反演控制算法中加入了鲁棒性，设计出一种鲁棒自适应反演控制算法，与传统的反演控制控制算法相比不再需要关节加速信息反馈，并且实现了对机械手全局稳定控制。2012年，AlaaShawky，AlaaShawkya,DawidZydek[6]，运用拉格朗日力学和假设模态法推导出具有一个转动关节的单连杆机械手动态模型，验证了的单连杆柔性机械手由直流伺服电机和负载对柔性梁的动态响应的影响，SDRE控制器同时实现枢纽位置和链接位移调节能力，可以扩展到一个多连杆弹性机器人的前端位置控制系统。2014年，周志宏和楼平[7]提出了基于反演控制原理的单臂机械手控制方法，推导了反演控制的设计过程，并用仿真验证了结果。结果表明，机械手的跟踪性能良好，能够快速跟踪期望轨迹，并且误差比较小，与其他算法相比。2015年，VíctorH。Andaluza,FlavioRoberti[8]对移动机械手的目标跟踪问题，提出了基于无源性的可视化动态控制方法，解决了三维空间中手部结构的目标跟踪问题。