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时延双边遥操作系统是一种能够在操作者的操纵下，完成难以接近或具有危险性任务的远距离操作的系统。由于通信环节时延的影响，严重破坏了系统稳定性。目前常用的解决方法是波变量法，但波变量法使系统稳定十分保守，以降低系统操作性能为代价。因此，兼顾系统稳定性与操作性的控制器设计是设计者长期关注的问题。本文定位于时延双边遥操作系统控制器研究，探讨时延对系统稳定性、透明性和跟踪性能的影响，并结合波变量法设计一些兼顾系统稳定性和操作性的控制结构和规则。 首先，根据双边遥操作系统与二端口网络的等效性，对系统建模，结合无源理论分析时延对系统稳定性、透明性和跟踪性的影响。 其次，针对固定时延双边遥操作系统稳定性和操作性问题，提出了三种控制方案。方案一：将具有跟踪性能好和抗干扰能力强的PI-PD控制器与波控制器相结合，与基于传统波控制器的系统相比，提高了系统位置和速度跟踪，但力跟踪优势不明显。方案二：主从端分别采用PID反馈补偿控制，构成双向控制，再与波控制器结合，实验得出该方案在解决系统性能方面与方案一互补。方案三：采用使无时延系统具有理想透明的四通道结构与波控制器相结合，实验得到的系绩性能优于前两个方案。 然后，考虑波变量法无法保证变时延双边遥操作系统稳定性问题，提出两种设计方案。方案一：在波控制器内部引入变时延增益系数，通过调整合适的变时延增益系数保证系统稳定，并具有良好的操作性。利用无源理论分析得到变时延增益系数与时延变化率的关系式，进而得出此方案需要预测时延变化率，来选取合适的增益系数值。方案二：针对变时延变化率预测难的问题，首先假定变时延通信环节无源的前提下，反推出变时延内部数学运算关系式，然后对其进行合理的结构设计，从而省去了时延变化率的预测，简化了系统的结构，降低了系统设计成本。 最后，为提高主从端跟踪性能和操作性能，设计基于阻抗-滑模变结构控制的遥操作系统，并根据其缺点进行改进，重新构造控制器。实验验证改进后的设计方案大大降低了系统跟踪误差，提高了系统操作性能。