本文以Mckibben型气动人工肌肉为对象,系统地研究了其迟滞建模、气压-位移迟滞特性、力-位移迟滞特性,旨在消除气动肌肉迟滞特性对于位置控制精度的影响,并开展了相关的实验研究。全文取得了如下成果:在迟滞建模方面,针对传统迟滞模型仅能够描述对称型迟滞特性的不足,引入了在压电陶瓷、智能材料等领域中得到广泛应用的以双曲正切函数(tanh)和指数函数(exp)为包络函数的广义PI模型。通过分析气动人工肌肉常见气压-位移迟滞曲线的特性,提出了一种以反正切函数(arctan)为包络函数的修正型广义PI模型。通过对比遗传算法与LM(Levenberg–Marquardt)算法在迟滞模型参数辨识方面的效果,选定LM算法作为迟滞模型的参数辨识算法。在气动人工肌肉的气压-位移迟滞特性研究方面,通过搭建气压-位移迟滞特性实验装置,准确获取了气动人工肌肉的气压-位移迟滞曲线。为验证所提出模型的有效性,详细对比了三种模型输出曲线与实验曲线之间的误差。结果表明,所提出的修正型广义PI模型能够较好地描述气动人工肌肉的气压-位移非线性迟滞。此外,利用仿真实验证明了将修正型广义PI模型应用于气动人工肌肉前馈控制的可行性。在气动人工肌肉的力-位移迟滞特性研究方面,通过搭建力-位移迟滞特性实验装置,完成了等压试验和等长实验,进而获取了气动人工肌肉的力-位移迟滞曲线。在此基础上,直接采用迟滞模型描述气动人工肌肉力-位移迟滞的逆曲线,省去了迟滞模型逆模型的复杂求解过程。为选取合适的模型描述力-位移迟滞,将三种模型的输出曲线与实验曲线进行对比,结果表明以指数函数为包络函数的广义PI模型可较好地描述气动人工肌肉的力-位移非线性迟滞。