细胞注射技术已被广泛应用在基因注射、体外受精、卵胞浆内单精子显微注射和药物开发。但是,目前没有可实现悬浮细胞注射任务自动化的商用设备,现有的悬浮细胞注射平台存在控制精度低、重复性差等不足。在细胞注射过程中,注射针有两个运动空间。在自由空间,注射针没有与细胞发生接触,此时,只需对注射针进行位置控制；在约束空间,注射针与细胞产生了相互作用,此时,除了对注射针进行位置控制以外,还需对注射针与细胞的相互作用力进行控制。本文主要对细胞注射过程中注射针的轨迹跟踪控制与力跟踪控制进行了研究。首先,针对细胞注射系统的建模误差,为了提高注射针的轨迹跟踪控制能力,设计了鲁棒控制器。由于细胞注射力为时变力,特别是当细胞注射系统模型和待注射细胞膜刚度存在不确定性时,传统阻抗控制策略无法满足对时变注射力的精确跟踪控制。因此,在传统阻抗控制方法的基础上,本文提出了基于自适应阻抗控制的力跟踪控制策略,设计了自适应阻抗力控制器。该控制器不需要精确的环境知识,对时变力有一定的自适应性。最后,本文对传统阻抗控制方法做了进一步的研究,分析其时变力跟踪性能差的根本原因,并在此基础上提出改进方案。同时,完成环境刚度与实时注射力两个参数的在线辨识,使系统对于细胞膜刚度和扰动特性的变化具有较强的适应性。经仿真实验研究分析,该改进型阻抗控制器能够对任意的时变连续力参考信号实现柔顺控制。