机器人辅助微创血管介入手术能够很好地克服传统微创血管介入手术的缺点，使医生从手术现场解脱出来，避免射线辐射危害医生的身体。手术过程中，医生在手术室外，在三维医学图像的辅助下，控制导管机器人操作导管，更舒适地做手术。现有的关于导管机器人系统的研究侧重于系统的搭建和相关关键技术的开发，对系统的控制研究很少，多采用开环或简单的比例积分微分（PID）控制方案。然而，在从端输送导管的过程中，一些不确定的干扰因素影响导管在血管内的运动，采用这些控制方法，系统的控制性能、导管的输送精度和手术安全性等都会降低。本文对主从导管机器人系统的控制问题进行研究，通过智能控制方案的应用，提高导管机器人系统的控制性能，同时也提高导管的输送精度及手术的安全性。首先，介绍了微创血管介入手术主从导管机器人系统的总体结构，以及主手、上位机控制系统、从端控制卡、导管机器人和导管这几个主要部分的功能。同时，建立了导管远端弯曲段的运动学模型，以获得导管近端到导管远端运动的传递关系，并通过分析计算得到逆雅克比矩阵，将其用于导管位置的控制。然后，针对目前主从导管机器人系统普遍采用的PID控制方案存在的问题，设计了基于自适应模糊PID控制的主从导管机器人系统，以提高导管机器人系统的控制性能。从仿真结果可以看出，采用自适应模糊PID控制方案，既能降低系统的超调，又能提高系统响应的快速性并增强系统的抗干扰能力，从而提高了导管机器人系统的控制性能。最后，在导管机器人系统自适应模糊PID控制的基础上，又设计了基于三维模糊控制的导管机器人系统。三维模糊控制器实际上是一个变结构的自适应PID控制器，具有优良的控制性能。仿真结果对比分析表明，导管机器人系统采用三维模糊控制方案时，系统超调小、响应速度快、鲁棒性强，对控制指令具有很好的跟踪能力。此控制方案明显地改善了系统的控制性能，确保了手术的安全。