力觉临场感使操作者可准确感知从手状态,为操作者提供决策和执行遥操作任务时的关键信息,是主-从遥操作双向伺服控制系统研究的核心目标。因此,如何提升遥操作双向伺服控制系统的力觉临场感具有重要研究意义。结合国家自然科学基金项目“遥操纵多自由度电液伺服机械手力反馈控制策略”(项目编号:50975118),本文研究遥操作主-从异构双向伺服控制系统新型控制策略,提高遥操作系统力觉临场感。本文以三自由度遥操作系统为研究对象,首先对新型三自由度并联主手运动学进行分析,推导了主手运动学正解方程,并运用牛顿迭代法求解了运动学正解;分析了主手奇异位形、灵巧度和工作空间,并采用遗传算法以全局雅可比矩阵指标和工作空间占比为优化目标对主手结构尺寸进行优化;其次,采用虚位移原理对并联主手动力学进行研究,推导了其动力学方程;并建立主手基于动力学的前馈控制系统,并对控制参数进行整定,仿真表明主手控制系统具有良好的动力学响应。针对遥操作双向控制系统不能准确反馈力觉信息以及易产生反馈冲击的问题,本文将位置空间理论引入遥操作双向控制系统,提出基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略,利用从手运动雅可比空间代替传统的位差增益矩阵,构造主手与从手相同的位置空间,准确反馈从端力的大小和方向,改善系统透明性。利用Matalb与Adams软件联合仿真,结果表明,采用新型双向控制策略后,不仅能感知从端反馈力的大小,还能判断反馈力的方向,使系统具有良好的力觉临场感,验证了新型控制策略的有效性。