机器人技术与医疗科学的不断发展使得医疗辅助机器人得到了广泛得应用。医疗辅助机器人具有术后疼痛较少、切口小和更美观、住院时间更短、恢复工作更快等优点。但在运行时会存在不确定性等问题,为了改善不确定性等问题,研究医疗辅助机器人控制具有重要意义和实际应用价值。本文针对三自由度的医疗辅助机器人,对其在手术中所出现的各种基本运动进行建模与分析,设计了轨迹跟踪控制方法及末端环节硬件系统。首先,对医疗辅助机器人进行运动学分析,采用D-H法求解出该机器人的正运动学的解析解,运用代数法求解出该机器人逆运动学解析解;给出机器臂末端姿态的关节角及其与齐次变换矩阵之间的转换关系表达式,通过笛卡尔坐标系与球坐标系转化得到工具末端姿态的关系表达式,对于所建立的运动学模型,通过Matlab机器人工具箱进行仿真,验证所建运动学的正确性。当此三自由度医疗辅助机器人用于经皮穿刺手术等需要考虑动力学特性时,本文运用拉格朗日方法,建立该三自由度机器人的动力学模型。其次,基于该三自由度机器人的动力学模型,针对系统所具有的参数不确定性和外部干扰,采用鲁棒控制策略,完成了控制器的设计,通过Lyapunov稳定性原理证明了该系统的稳定性。应用Matlab仿真工具箱,对其进行轨迹跟踪鲁棒控制的仿真研究,得到各关节的跟踪轨迹曲线和各关节跟踪误差曲线。仿真验证了设计的算法具有良好的跟踪精度和动态性能。最后,对医疗辅助机器人运动控制硬件系统中的末端子系统进行了设计,采用STM32系列为嵌入式核心控制器,完成了驱动电路、整流电路、CAN总线、位置检测等相关电路的设计,设计结果满足定位精度要求。