双足机器人由于拥有高度模拟人腿的结构,能够更好地适应人类环境,具有代替人类在危险环境下进行高强度、高精度工作的潜力。然而双足机器人是一个复杂的内在不稳定系统,在运动过程中容易受到多种外界干扰,因此研究双足机器人步态控制以及抗扰动能力具有重要意义。本文在SHR-9S双足机器人实验平台上对双足机器人的步态规划、稳定性控制及平衡控制进行研究,论文主要研究内容如下:（1）根据SHR-9S机器人机械结构建立了运动学模型,基于D-H法描述双足机器人各关节间的关系,并对运动学模型进行了正逆运动学求解,为双足机器人的步态规划、稳定性控制及平衡控制奠定了基础。（2）在离线步态规划中,对双足行走的稳定性、姿态约束及时序关系进行了研究,基于倒立摆模型在前向及侧向平面针对SHR-9S机器人进行了步态规划,设计了髋关节、踝关节及膝关节的运动轨迹,并在实验平台进行实验验证与结果分析,验证了该方法的有效性。（3）针对SHR-9S离线步态中存在的稳定性问题,构建了基于预观控制的ZMP伺服控制系统,并通过对评价函数及控制器参数的优化,改善了长距离模式下控制器产生较大跟踪误差的缺陷,生成了合适的质心运动轨迹。经仿真验证该控制方法能够使双足机器人更好地跟踪参考ZMP轨迹,行走更加稳定。（4）针对双足机器人受到外界扰动产生的平衡性问题,分析了外界扰动下机器人失衡的根本原因及恢复平衡的方法,并提出了基于捕获点控制的抗扰动优化算法。该算法能够利用捕获点偏差反映机器人受到外界扰动的情况,通过生成期望ZMP抵消外界扰动带来的影响。然后结合预观控制系统对期望ZMP进行跟踪,设计了具有抗扰动能力的步行模式,并通过仿真验证了该算法的有效性。