遥操作技术能够利用远端环境中的机器人代替人类进行现场作业,帮助人类摆脱空间距离和高危环境的限制。作为遥操作技术克服时延问题的主要方法之一,双边控制方法可以使操作者利用相对简单的反馈信息和远端机器人的局部闭环控制完成复杂未知环境下的作业任务,因此成为遥操作技术的重要研究方向之一。本文针对通信时延带来的不良影响,对双边控制方法的稳定性和同步性问题进行了深入研究,并利用搭建的仿真系统和实物验证平台验证了理论成果的可行性及有效性。论文的具体工作如下:首先,在对无源性理论及其判据研究的基础上,深入研究了基于波变量的四通道双边控制方法,并采用基于多回路反馈结构的无源稳定性分析方法对波变量四通道双边控制结构进行了稳定性分析。同时,为了提升系统的操作性能,利用绝对稳定性准则得到了较为宽松的稳定约束条件。根据基于波变量的四通道双边控制方法的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下搭建了仿真系统,通过仿真实验验证了该方法的稳定性。其次,在对遥操作双边控制系统同步性能研究的基础上,给出了一种定时延条件下同步性能的定量度量函数,为同步性能的评判提供了有力依据。同时,提出了基于主端力缓冲的波变量四通道双边控制方法,通过在波变量四通道双边控制结构的主端控制器中添加力缓冲单元和补偿单元,实现了系统主从端的同步控制,提升了系统的同步性能,消除了波变换对主端控制器超前作用的影响。利用基于多回路反馈结构的无源稳定性分析方法得到了系统稳定的约束条件,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。最后,搭建了遥操作双边控制方法的实物验证平台,在此基础上,通过完成拟定的实验任务,对基于波变量的四通道双边控制方法和基于主端力缓冲的波变量四通道双边控制方法进行了实物实验,通过对实验结果的分析,验证了上述理论方法的可行性及有效性。