纳米操作系统是指可对纳米构件在纳米尺度上进行移动、定位、拾放和装配等操作的精密装置。随着近年来纳米技术获得了广泛的重视和迅速发展，纳米操作技术也越来越成为其关键技术之一。SEM因其样本腔空间大、图像反馈实时性强等特点，使其逐渐成为研究微纳领域的工具之一，也越来越多地应用于纳米操作。为实现高效率和高精度的纳米操作，本文对遥操作控制方法进行了研究，并利用基于阻抗的滑模控制算法设计了一套基于SEM的具有触觉反馈和精确位置跟踪的纳米遥操作系统。本文详细分析了纳米遥操作系统的国内外研究现状，针对现有纳米遥操作系统存在的不足，搭建了一套基于SEM的具有触觉反馈纳米遥操作系统。SEM不仅可以提供实时视觉反馈，其真空腔环境也可较好地减小外界环境对纳米操作的影响，触觉反馈操作设备可在操作时提供力觉临场感，保证了操作的高效性和灵活性。采用自带压阻力传感器的探针获取从手接触力，并设计了信号调理电路对传感器信号进行校准。为了提高纳米遥操作系统的临场感，总结了遥操作系统结构模型和控制策略，利用二端口网络混合参数矩阵模型对系统的理想响应进行了深入分析；并分别设计了主手阻抗控制、从手基于阻抗的滑模控制遥操作系统控制器；利用Llewellyn绝对稳定性和操作性能数值分析方法对所设计的遥操作控制系统进行了稳定性、透明性和跟踪性分析，分别推导出稳定性、透明性、跟踪性与系统参数的关系；通过MATLAB/Simulink仿真，所设计的遥操作控制系统可较准确地实现比例位置跟踪和力跟踪。最后，为了验证纳米遥操作系统的工作性能，进行了实验研究。利用LabVIEW编程语言进行了控制系统的软件设计，并应用于纳米遥操作实验平台，分自由跟踪、基底探测和接触操作三个部分进行实验研究。实验结果表明，所设计的纳米遥操作系统位移跟踪性能较好，且具有良好的临场感，可实时、灵活、有效地进行纳米操作，为实现复杂纳米操作和纳米装配奠定了基础。