随着全球制造业和科技不断进步发展,机器人开始协助人类完成各种繁重和危险的任务,这反过来也推动了机器人行业的快速发展。机器人的逐渐广泛应用极大地提高了工作效率,减少了人类因为危险的工作受到的伤害。其中,足式机器人的逐渐应用慢慢的进入大家的眼球。足式机器人由于其优越的环境适应能力和较好的负载能力等特点也成为了研究热点。足式机器人的驱动方式主要分为:电机驱动、气压驱动和液压驱动。相较于后两种驱动方式,电机驱动具有结构简单、成本低、控制效果好和响应速度快等优点,得到了更为广泛的应用。而永磁同步电机因具有优秀的工作性能作为机器人的驱动来源,本文把永磁同步电机作为足式机器人的关节执行器,以电机的矢量控制技术和硬件电路设计作为主要研究方向,具体研究内容如下:（1）介绍了永磁同步电机的分类、主要结构和工作原理,通过建立数学模型得到电压方程、转矩方程和运动方程。根据电机的使用对象,对永磁同步电机的控制方法进行了详细的说明,包括矢量控制技术（FOC）原理及矢量控制中用到的两个重要的坐标变换和空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术,提出了常规SPWM技术以及两种改进的SPWM技术,分析了几种算法的优缺点并结合单片机的运算能力,选定以基于均值零序分量注入的SPWM技术作为本次软件设计中三相逆变器的换相算法。（2）进行了永磁同步电机的控制电路设计,通过分析电路需求选用了STM32系列芯片作为电机的主控芯片,并对其他主要电子元器件进行选型,介绍了控制系统中主要的电路,包括最小系统电路、驱动电路、逆变电路等,使用Altium Designer软件绘制了控制电路的原理图和PCB板,验证完成打样的控制板。（3）在KeilμVision5软件平台上对电机的控制系统的软件部分进行了设计与开发,介绍其中包括FOC模块、定时器中断模块、编码器标定模块和传感器模块等重要功能的原理。利用搭建的磁粉测功机平台对电机进行了测试,验证控制策略和电路正确性,得到电机的效率和温升等数据。分析实验数据,结果表明了本文设计的关节电机控制器在力矩测试中具有良好的力矩输出性能和工作效率,在温升测试中电机在不同转速条件下运行一段时间后温度逐渐趋于稳定状态,结果表明所设计的控制器可以长时间正常工作。最后在足式机器人样机上进行测试,可以任意姿态启动,整机调试中可以实现站立、下蹲等动作,证明了本文所设计的控制系统具有实用性。