随着生物医学工程的发展，人们对医疗设备的微型化、便携性、经济性等因素的要求愈来愈高。微电子机械技术的发展和微系统加工技术的成熟，使上述的要求成为可能。人们提出了各种驱动原理的微型机器人。我们提出一种新型原理的微型机器人，这种微型机器人特别适合于进入人体内腔，当它进入人体内腔时，不和人体内腔发生接触，从而避免了机器人对人体造成的损伤。 本论文研究了上述微型机器人的驱动原理，建立了计算机器人驱动力的流场模型，详细地研究了机器人的设计参数和环境参数对机器人驱动力及运行速度的影响，利用大量的实验进行了验证，得到了机器人的运行数据。建立了机器人的运动学模型和动力学模型，并利用能控性理论对机器人的姿态能控性进行了分析，为后续的机器人的控制提供了理论基础。建立了粘弹性肠道的能动性模型，并利用有限北方法研究了肠道蠕动对机器人运行的影响。理论和实验研究了微型机器人的速度控制的理论和方法；提出微型机器人在人体肠道中运行时人体的舒适性要求，并进行了控制策略的研究，提出阻抗控制的方法。针对肠道的复杂性和非结构化特征，提出了基于行为的免疫网络的方法来控制微型机器人的运动，结果表明，利用免疫网络控制的微型机器人能够适应环境，对外界干扰有免疫能力。本文还对微型机器人的测控系统进行了研究，经过理论计算和大量实验，给出了电涡流传感器的设计方法，论文结合各交叉学科的前沿，提出利用混沌周期解提高传感器测试精度和灵敏度的原理和算法。 论文第一章综述了微型机器人的研究状况，研究了微观领域与宏观领域有很大区别的物理现象，对非线性和非结构化环境的智能控制的研究进行了阐述。 论文第二章通过建立机器人和环境的数学模型，利用有限元方法求解其中的N-S方程，得出管道中微型机器人的各种设计参数与机器人的驱动力、形成的最小润滑油膜厚度和机器人的运行速度之间的关系曲线，研究了管道环境与机器人驱动力、摩擦阻力矩、机器人运行速度、形成的最小润滑油膜厚度、油膜的承载能力之间的关系。这些参数包括：油液的粘度、机器人的螺纹升角、螺旋槽的儿何特征参数、槽深和油膜厚度比、机器人重量、螺纹线数等等。第二章还分析了机器人运行速度和机器人运行驱动力、润滑油膜厚度和机器人的驱动力之间的相互影响，实验测试了机器人运行时在不同粘度的粘液下的运行速度，给出了设计机器人的设计准则。 论文第三章给出了机器人的运动学和动力学模型和微型电机的数学模型。通过信息矩阵的方法分析了机器人的运动参数可控性，从而为下章的机器人的运行速度控制和其他控制了提供数学基础。 论文第四章不仅建立了人体肠道的能动性数学模型，而且还进行了数学模拟和仿真研究，并与前人做过的实验进行了对比，说明了所建立数学模型的正确性。在此基础上，研究了微型机器人进入人体肠道的数学模型，利用有限元方法进行了求解。本章还研究了肠道蠕动对机器人运行中的各种特征参数的影响。 论文第五章提出了机器人的控制要求，制作了测试大行程的电涡流传感器，提出了利用混沌周期解提高电涡流传感器测试精度的原理和算法，进行了分析， 研究了肠道什境模拟系统和计算机测试控制系统，研究了对机器人运行速度的控 制。 论文第六－章针对机器人运行的平稳性和人体的舒适性要求，提出了机器人的 阻抗拧制方案。给出了医用微型机器人阻抗控制的基本概念和基本方法，并对微 型机器人的阻抗控制进行了理论阐述。 论文第七章针对肠道非结构化的环境，提出了基于行为的智能控制理论和方 法，并给出了行为智能的基本概念，且对行为智能的方法进行了研究，最后捉出 控制微型机器人的行为智能方法。 论文第八章对本论文进行了总结，对未来作了展望。