在人类远距离的对核工业、航空航天、深海探索、远程医疗等领域进行作业操作中,双边遥操作技术起到越来越重要的作用。可以帮助人类远离高危的工作,缩短人类与远端环境的距离,将人类的智能与观察扩展到远端。在遥操作中增加力反馈可以提高操纵者的感知能力,以便提升完成任务的效率。通讯环节的时延会使带有力反馈的双边遥操作系统处于不稳定的状态,而无源理论的波变量方法可以通过无源性的角度使系统稳定。本文基于无源理论的波变量方法,对大时延下带有力反馈的双边遥操作控制系统展开相应的分析与研究。本文从控制理论上分析了遥操作双边控制系统不稳定的原因,无源理论的波变量方法从能量流动的角度解决了时延问题。在此基础上提出了波变量补偿的改进结构,解决了由于波反射问题引起的扰动项,从而减小信息传输误差、提升跟随效果。通过研究预测波变量的预测机理和控制结构,并且利用补偿波变量的控制思想,对预测波变量的方法进行了改进和优化,解决了波变量结构特有的反射问题,从而进一步的提升遥操作的透明性。对于双边遥操作系统的控制结构,本文在无源理论分析的基础上,对所设计的无源控制方法进行Simulink仿真,验证所设计结构的有效性。对不同双边遥操作控制结构的仿真结果对比分析,考察结果出现的原因与结构的关系,利用补偿波变量思路来改进预测波变量中存在的干扰项,从而提升系统的透明性和综合性能。为从实际中验证控制结构的有效性,本文通过搭建双边遥操作控制系统实验平台,对基于补偿结构的预测波变量进行了实物算法验证。实验结果表明本文提出的基于补偿结构的预测波变量在保证系统稳定的前提下,主从端可以有更加优秀的透明性和跟随性。