遥操作机器人技术是机器人领域,计算机与通讯领域,控制领域交叉结合的研究热点。遥操作机器人系统可以说是人类感知和能力的延伸,使操作者不必亲临现场就可以通过遥操作机器人系统实现与远端环境的交互。目前,遥操作机器人技术在众多领域都发挥着巨大的作用。本论文针对网络遥操作机器人系统的变时延控制问题进行了深入的研究。分别对系统的模型分析、时延建模预测、时延控制方法等方面展开论述,设计了基于时延隐马尔科夫模型预测的网络遥操作机器人系统广义预测控制方案,经实验验证方案控制效果良好。首先,分别建立主从端机械手臂欧拉-拉格朗日动力学模型(单自由度等效为弹簧-阻尼模型),环境动力学模型,特别给出具有代表性的单自由度网络遥操作机械臂等效二端口模型,基于该模型,通过引入无源定理以及主从端操作阻抗概念,分析网络变时延环节对系统稳定性和透明度两个方面的性能的影响。第二,建立了网络时延隐马尔科夫模型。通过对网络时延的分析,认为网络时延可以由隐马尔科夫模型表达。利用测试得到的实际Internet时延数据,通过鲍姆-韦尔奇迭代算法进行隐马尔科夫建模参数的优化求解,建立时延隐马尔科夫模型。利用该模型,通过维特比算法,预测未来时刻网络时延,经过实验验证该模型预测的准确性,为后文的系统时延预测控制方法的实现打下基础。最后,设计提出了遥操作机器人系统基于时延隐马尔科夫模型的广义预测时延控制结构。针对网络遥操作机器人系统对经典广义预测控制方法进行改进,在隐马尔科夫时延预测的基础上,提出新的广义预测控制应用方案。随后对提出方案进行了MATLAB仿真实验,首先对其从端控制子系统的本地比例-微分控制器的控制效果进行仿真验证,随后对整体系统的时延控制方法进行了对比实验,证实所提出的基于时延隐马尔科夫模型的广义预测时延控制结构效果优于传统的广义预测控制方法,并在实验种对控制方案做出了进一步的优化改进实验,充分证明了该方案的可行性和有效性。