微创手术机器人系统作为新兴的服务机器人,迅速成为研究者们研究的热点。与传统手术相比,微创手术具有伤口小、出血量少、术后恢复快和瘢痕少等优点。然而微创手术机器人系统还未能大范围使用,其自身还存在一定的缺陷。针对微创手术机器人系统,本文通过阅读文献,分析微创手术机器人系统的发展现状,提出了附加反馈力和附加位移问题。针对以上两个问题,本文进行了以下研究:采用拉格朗日定理并结合旋量理论,对主操作手的结构进行分析,建立主操作手的动力学模型;基于库伦-粘滞摩擦力模型,分析主操作手关节摩擦力产生的原因,建立包含关节耦合摩擦力的主操作手关节摩擦力模型。将主操作手的动力学模型和关节摩擦力模型结合起来得到优化后的主操作手完整的动力学模型,并对其进行简化处理。采用离线辨识方法,搭建实验平台辨识出主操作手Phantom Desktop的动力学参数,并进行验证。与未进行优化的主操作手动力学模型参数进行对比,结果表明优化后的主操作手动力学模型可以更好地描述主操作手的动力学特性。在优化后的主操作手完整动力学模型的基础上,分析附加反馈力和附加位移产生的原因和补偿原理,提出相应的补偿策略。建立操作者手臂的弹簧质量阻尼模型,设计附加位移仿真方案,验证附加位移补偿原理的正确性。为了验证附加反馈力/位补偿策略的正确性,利用实验室现有设备(主操作手Phantom Desktop、控制主机和从操作手万用机械臂WAM^TM),基于UDP通讯协议搭建主从式遥操作实验平台;基于本文提出的附加反馈力/位补偿策略,在直接力反馈控制结构的基础上,植入附加反馈力/位补偿模块,从而实现对微创手术机器人控制系统的优化;实验结果表明:补偿后,遥操作系统的透明性和跟踪性良好,证明补偿策略是有效的。