针对眼后节手术操作复杂度高、精确度要求高、手术过程动态且不确定性强的特点,本文开展了眼科显微手术辅助机器人系统关键技术的研究,主要面向机器人辅助眼科手术中的微创口对准、进入眼内以及眼内运动等典型操作过程,解决主从控制和协同控制的核心理论和技术问题,并通过仿真与实验两种途径验证了控制方法的有效性,实现了眼科显微手术辅助机器人的精准操作。首先,本文进行了控制系统的设计。根据眼科显微手术辅助机器人的系统组成、主手和从手的结构,采用分布式运算与I/O连接的方式进行了分层式的硬件和软件结构设计,利用VS2017+Qt+Open Inventor的编译环境对人机交互层中的人机交互界面与三维虚拟交互界面进行了设计。其次,在主从控制的研究中,在RCM机构运动学的基础上提出了位姿分离式的分组控制策略,研究了主从异构的位置增量式主从控制方法。在从手运动规划中,利用三次多项式保证关节位移与速度的连续性,基于带限线性傅里叶拟合算法设计了主手的抖动滤波算法,配合主从比例映射与直线运动识别方法,实现对从手的精准控制。最后对主从控制的安全机制进行了研究。再次,在协同控制的研究中,基于导纳控制的基本原理,设计了基于力和速度信息的变参数导纳控制算法,使从手在大范围摆位中表现出柔顺性,快速响应人力变化,在靠近人眼的小范围摆位中,则表现出相对僵硬特性,减少人手的生理震颤。针对执行器模组姿态变化时重力对六维力传感器示数的影响,设计了重力补偿算法实时补偿重力分量。在重力补偿算法的基础上,研究了面向导管插入操作的柔顺控制方法,在插入阶段使执行器轴线与套管轴线自动重合。最后,利用仿真和实验两种途径验证了控制方法的有效性。在仿真中,利用Adams和Matlab平台联合仿真验证了摆位功能,利用Adams中的六维力验证了重力补偿的初始化过程,利用Coppelia Sim验证了面向导管插入操作的柔顺控制方法的有效性;实验中首先验证了抖动滤波算法的可行性;在主从控制轨迹跟踪实验中,得出大范围移动机构与RCM机构的跟踪性指标分别约为0.18和0.24,跟踪性能良好;重力补偿实验中,在空载下对力和力矩补偿的绝对值平均值分别约为0.11N和0.012 N?m,验证了重力补偿算法的正确性。此外,在眼球模型上验证了眼科显微手术辅助机器人进行眼后节手术的可行性。