控制系统是主从式医疗机器人的关键部分。本文以课题组所研制的主从一体式微创外科手术机器人为研究对象,针对机器人主从操作手“异构”的结构特点,结合微创外科手术要求,设计了以PMAC多轴运动控制卡为核心的主从式操作控制系统。全文工作主要包括以下内容:1)结构简介及控制算法研究。在分析微创外科手术要求的基础上,结合机器人自身的特点,采用D-H法对主、从操作手分别建立了运动学模型并进行了相关运动学分析,以此作为控制算法设计的理论依据。主、从操作手之间的对应关系通过一致性控制、操作手重定位控制和比例控制三大控制策略得以确立。最后,通过推导主、从操作端各坐标系间的位姿变化描述,构造了主从空间映射方法,分析了相关流程,从而实现了主操作手对从操作手的运动控制。2)控制系统软、硬件设计。确定了机器人系统PC设置+运动控制卡运行的主从控制方案,以PMAC多轴运动控制卡为核心搭建了控制平台,并进行软、硬件设计。其中硬件部分通过分析控制功能需求,进行了设备的配置选型,以及主要电路的设计与说明,简要分析了运动控制的硬件实现方法;软件部分通过三个层级划分明确了各自所行使的职能,应用PMAC自带功能软件,进行了运动程序与PLC程序的设计;对系统PID参数、速度/加速度前馈增益进行了调试,改善了系统的性能,并从安全性角度出发,基于轨迹规划进行了安全技术分析。3)机器人控制性能实验研究。通过设计Matlab仿真实验与样机操作实验,对机器人的控制算法正确性、主从控制实时性、操作灵活性等性能进行了验证与分析。实验结果表明,机器人控制性能良好,能够满足微创外科手术操作的要求。