遥操作机器人的出现使得人类可以完成在难以接近或者有害环境中的复杂作业,从而扩展了人类的感知和操作能力,保证了人类的安全。现今,遥操作机器人系统已经被广泛应用在航空航天、深海探索、军事、核工业和医疗等各个领域,具有广阔的应用前景。但是随着网络的引入,通信时延往往不可避免,并将导致遥操作系统性能下降甚至失稳。因此,对遥操作机器人系统的时延问题进行研究具有非常重要的意义。本文主要研究了机器人遥操作系统的时延补偿问题,主要做了如下工作:1.针对固定时延下的单自由度遥操作系统,将自抗扰控制技术和Smith预估器相结合设计了遥操作控制器,既解决了通信时延导致系统不稳定的问题,又对Smith预估器失配引起的不确定性进行了补偿,降低Smith预估器对于模型误差的敏感度。2.针对遥操作系统通信环节中的时变时延问题,设计了一类基于通信干扰观测器的时延补偿方法。将时延引起的动态描述为一类网络干扰,通过设计干扰观测器估计并补偿该网络干扰。同时,在遥操作系统主端仍然采用自抗扰控制器,以增强系统的抗干扰能力和鲁棒性,从而实现时变网络诱导时延的在线补偿并保证遥操作系统的稳定性。3.针对多自由度遥操作系统中存在时变时延的情况,研究了其运动同步控制问题。设计了基于广义扩张状态观测器的遥操作控制器,实现了遥操作系统稳定并且主从关节角位置同步的目标。首先通过反馈线性化将遥操作系统建模为一类干扰不匹配的线性系统。进而,设计了广义扩张状态观测器和相应的控制器,实现了对网络诱导时延引起的不匹配干扰的在线估计和补偿,从而消除了时变时延对遥操作系统性能的影响。4.研究了多自由度遥操作系统在非对称时延下的力控制问题。通过引入阻抗模型,将力反馈控制问题转化为关于关节位置和速度的控制问题,进而设计了基于广义扩张状态观测器的遥操作控制器,实现了时延影响下的遥操作系统的力同步控制。