随着空间技术,海洋技术和原子能技术等领域的快速发展,迫切需要大量工作在危险和未知环境下的高级机器人,而全自主机器人在这些环境中灵活作业目前仍不现实,因此,能扩展人的能力去操控远端设备的遥操作机器人吸引了大量研究者的目光。遥操作机器人系统中,通信时延是不可避免的,它将影响交互式遥操作机器人系统的工作性能,甚至会造成系统的不稳定。所以,研究如何对通信通道具有时延的遥操作机器人系统进行控制器设计具有理论意义和应用价值。本文以稳定性和主从机之间的跟踪性能为主要目标,基于Lyapunov泛函方法,利用Youla参数变换、LMI工具及优化思想,研究了遥操作机器人系统在通信通道具有时延的情况下的各种控制器的设计方法。本文的研究工作和创新成果如下：1)针对通信时延为固定时延的线性遥操作机器人系统,利用分散控制器的二次不变性,提出了一类遥操作机器人系统的稳定控制框架,保证了系统在通信时延从无到有时的稳定性。框架模拟分离出外部输入力所产生的输出信号,并仅将其作为控制器的参考信号,该控制框架无需对操作力和环境进行任何假设;2)针对通信时延是时变时延且操作者和环境为非无源的情况下的遥操作机器人系统,研究了一种保性能控制器设计方案,并推导出闭环系统稳定的时滞相关稳定性判据及优化控制算法,保证了主从机之间的位置跟踪性能,速度跟踪性能和作用力跟踪性能；3)针对固定通信时延的非线性遥操作机器人系统设计了一种加速度反馈控制方案,并给出了闭环控制系统输入状态稳定判据。该方案在主机器人端使用从端反馈的加速度信号,从机器人端利用位置误差和非线性阻尼的叠加信号,避免了接触不稳定问题,撤销了对从端外部环境和主端操作手的无源性的假设,与其他方法相比,此方法加快了系统同步的速度,提高了跟踪性能；4)针对时变通信时延的非线性遥操作机器人系统设计了一种加速度反馈控制方案,并给出了闭环遥操作机器人系统稳定的小增益条件。该方案在主机器人端使用从端反馈的加速度信号,从机器人端利用位置误差和线性阻尼的叠加信号,保证了系统在前向和反向通信时延时变且具有上下界的情况下的稳定性。