随着自动控制理论及计算机技术的快速发展,稳定性能好、环境适应能力强的四足机器人成为了研究热点。本文针对四足机器人外力扰动下的平衡恢复问题,研究了机器人在对角小跑步态下的动态稳定运动控制及反应式的抗扰控制策略,并通过仿真验证策略的可行性。首先,基于D-H坐标变换法建立了单腿具有3个主动关节自由度的四足机器人运动学模型,设计加速度平滑的机器人足端轨迹,并通过足端与机器人质心之间的运动学模型,实现基于运动学的足端轨迹跟踪控制;搭建四足机器人ADAMS虚拟样机,采用Simulink和ADAMS联合仿真实现四足机器人的Trot步态行走,验证了模型的正确性和有效性。其次,针对四足机器人运动学控制下足-地冲击大、行走稳定性差、抗扰能力弱的问题,设计基于虚拟模型控制的四足机器人力矩稳定控制器,分别建立支撑相和摆动相的虚拟模型,并通过在支撑相加入姿态控制虚拟元件,实现四足机器人的动态稳定行走;进一步分析虚拟模型控制的鲁棒性并从机理上分析基于虚拟模型控制的四足机器人所能承受的最大侧向推搡力,通过Simulink和ADAMS联合仿真验证了基于虚拟模型控制的机器人在外力作用下的稳定性。然后,针对较大外力下四足机器人难以实现稳定控制的问题,设计一种复合的反应式行为控制策略,通过上层规划反应式迈步策略和底层基于虚拟模型控制的复合控制方法实现机器人在外力推搡下的平衡恢复。基于捕获点稳定理论设计反应式迈步策略,通过机身质心的速度确定机器人在外力作用下的稳定落足点,并根据髋关节侧摆力矩确定主动侧摆迈步的条件。机器人通过反应式主动侧摆和基于虚拟模型姿态调整控制的复合控制策略实现从较大外力推搡中恢复稳定。通过Simulink和ADAMS联合仿真验证复合反应式控制策略在外力作用下的平衡恢复能力。最后,针对四足机器人复杂环境下的稳定行走问题,设计一种基于实时落足点控制的反应式动态稳定行走策略。基于捕获点稳定理论确定机器人行走的稳定落足点,并通过机身质心实时速度调整机器人行走的步长,保证机器人的实时行走稳定性;基于实时行走步长设计机器人在线足端轨迹,并通过基于微分运动学的足端轨迹跟踪控制器,实现快速实时的足端轨迹跟踪,最终实现四足机器人稳定行走。通过Simulink和ADAMS联合仿真的方式验证基于实时落足点控制的反应式动态稳定行走策略有效性和鲁棒性。