相较于人工微创手术和传统开放式手术,机器人微创手术（RMIS）具有突出的优势,比如安全性更高、视野更清晰、手眼协调性能好、准确性高等。腔镜微创手术机器人系统配备的微创手术器械要通过trocar进入人体腔内,具有尺寸小、远距离传递操作力和运动的工作需求,由于任务空间狭小而采用了柔性绳（丝）传动。然而,手术器械上搭载的闭环绳轮系统存在着回差迟滞等非线性行为,导致了手术器械在主从操作中存在位置误差,而由于高温消毒、空间限制、成本考虑等因素,一般的手术器械末端没有安装位置传感器,无法补偿非线性误差。这一现象降低了主从操作的直观性、准确性,妨碍医生的操作,危害病人的安全。为了解决现有的回差迟滞问题,本文将对微创手术器械进行非线性误差补偿控制方法研究。本文结合微创手术器械结构特点推导出器械运动学方程,反映出驱动电机与器械末端关节之间的映射关系以及其部分关节的耦合特性。针对闭环绳轮系统的内部传动特性开展研究,建立能够反映系统转矩与位移传递关系的传动模型。由传动模型分析了内部传动特性与外部滞回现象的联系,建立器械运动阶段与电机电流之间的映射关系,定义现象迟滞模型的回差宽度参数。为了快速、低成本且自动化地辨识回差宽度参数,设计基于驱动电机电流信息的手术器械运动阶段分割算法。采用两种不同的技术路线,制作相应的数据集,利用低通滤波和希尔伯特-黄变换进行特征优化,搭建了以LSTM、Bi LSTM为代表的循环神经网络和以FCN、Deep Lab V3+为代表的语义分割网络进行训练,设计评价指标选择出最优结构作为回差参数辨识方法。基于手术器械的实际滞回曲线建立了手术器械的分段滞回模型,设计了多项式拟合和Bouc-Wen模型拟合两种建模方法,建立可以根据输入回差宽度参数来适应不同器械的通用滞回模型。基于所提模型设计了基于多项式形状函数的前馈补偿控制策略和基于Bouc-Wen逆模型的前馈补偿控制策略。针对非线性滞回,提出了非对称多项式拟合和改良的非对称Bouc-Wen模型拟合两种解决方案。为了验证所提出的补偿控制方法,搭建了实验平台,设计了基于视觉的运动测量方案来检测手术器械末端的实际位移。开展手术器械误差补偿控制实验,进行了单自由度下匀速运动、单一频率正弦运动和变频率正弦运动、主从控制运动、非对称滞回补偿、耦合误差补偿、带负载下的回差补偿等一系列实验。以上实验结果证明了所提补偿控制算法可以消除手术器械非线性误差,提升位置控制精度。