机器人遥操作系统是一门综合学科,综合了机器人学理论、网络通讯传输、控制理论等新兴学科。在现代领域中的应用包括远程外科医疗手术、海底探测、核辐射检测、太空探索等。虽然遥操作技术在研究领域中也取得了阶段性的成果,但是在未来道路上还任重道远,有着巨大的潜力和发展空间。尤其是系统中存在一些难以避免的实际问题时,比如内部系统不确定、外界环境干扰、状态受限制、输入受限制、网络传输时延等问题时,研究的困难进一步加大。本文主要针对遥操作系统存在内部干扰和外部不确定的情况下,带有传输时延的主从端同步控制问题进行研究,实现了有限时间同步控制。对带有输入饱和的情况进行处理,实现了系统渐近稳定。应用Lyapunov函数方法,对提出的控制算法进行分析与证明,并通过Matlab/Simulink进行系统仿真,在Phantom Premium 1.5HF机械臂平台上进行了实验验证。本文主要从以下三个方面进行分析与论述。首先,给出遥操作系统的欧拉-拉格朗日模型,根据其系统模型,分析其动力学特性。同时,介绍了扩张状态观测器的基础知识、有限时间控制的基本概念、实验平台的硬件和软件特性,为下面章节的控制算法的应用提供了理论基础。其次,对遥操作系统中的位置同步问题进行了研究。针对实际系统中存在的内部的不确定和外界环境中的干扰问题,应用扩张状态观测器的控制方法,在主端和从端分别设计相应的控制器进行处理。设计相应的Lyapunov函数,证明并分析了系统的稳定性和同步性能,实现了对系统的有限时间控制。最后,通过在实验平台上进行了实验验证,和P+d控制方法的效果进行了对比,证明了控制策略的有效性。最后,考虑遥操作系统中存在的输入饱和问题,通过设计辅助变量构造辅助控制系统,通过辅助系统设计控制器,构造相应的Lyapunov函数,进行了稳定性分析和证明。采用神经网络控制对系统不确定和外部干扰进行了处理,实现了系统的渐近稳定。通过仿真验证了控制方法的有效性。