实时操作系统在国外发展比较迅速,但是目前国内企业和高校科研大多采用商业的VxWorks和QNX系统,它们不仅价格昂贵而且技术保密非常严格,非常不利于自主操作系统的发展和研究。另一方面由于开源免费操作系统技术难度大,代码复杂,知识门槛高,国内的一些和研究和讨论都不是很深入。本文课题来源于国家863重点项目-仿人机器人高性能感知控制系统与单元。本文研究了仿人机器人系统采用实时操作系统的必要性和可行性,致力于在实时Linux操作系统上运行仿人机器人控制程序,并在当前流行的几种实时操作系统中选用了RTAI操作系统。本文在如下几个方面做了大量的研究和工作：1,通过部分源代码和相关文献的帮助对RTAI系统的原理,组织结构,主要功能组件进行了详细的分析,最后由试验数据的分析和比较论证了RTAI实时系统在实时性能方面的优势。2,设计机器人控制程序并实现了机器人在RTAI平台上稳定可靠和高效率运行。作为仿人机器人的运行和控制平台,RTAI实时系统需要解决的问题包括各种控制算法,传感器数据采集,硬件驱动,CAN网络,EPA网络,RTnet实时以太网络等。经过大量的调试和实践,比较了仿人机器人行走实验中机分别运行Windows, Linux,RTAI时的各项参数,包括控制周期,网络传输量,数据传输速率等,最终证明RTAI实时Linux操作系统对机器人的速度和其他方面的性能提升是非常明显的。3,实现了相关硬件的RTAI驱动程序,仿人机器人的控制需要用到各种外部数据,主要包括六维力和力矩,三维的姿态数据和加速度等,由于RTAI的传感器驱动资源相对较少,所以传感器驱动的实时化也是本文的重点内容之一。包括RTAI驱动模型,驱动API以及实时驱动的具体实现等。4,最后对RTnet实时以太网络协议进行了详细分析和成功应用,实时的以太网极大地改善了网络传输的不确定性和延迟。而且兼容一些现场总线比如CAN协议,最后在仿人机器人成功用RTnet实时以太网和EPA取代了CAN协议,这个对仿人机器人的控制有着非常重要的意义,它大幅缩短了传输和反馈周期。综合来讲,RTAI实时Linux操作系统的研究和应用对仿人机器人课题研究有着非常重要的意义。展望以后的工作,RTAI实时系统在半实物仿真,实时网络传输(包括以太网,CAN网络,EPA网络),嵌入式应用等领域有着更为广阔的前景。