四足哺乳动物因其具有强大的运动能力和环境适应能力,从而广泛存活于地球上的每一片大陆。四足仿生机器人也具有相似的特性,现阶段四足仿生机器人逐渐应用于抢险救灾、军事侦查、线路巡检等复杂任务。本文研制了一款小型电动四足仿生机器人,面向非结构化地形,能够实现一定程度的越障、抗侧向冲击的功能。本文根据机器人的功能需要,进行关节模块的控制仿真和单关节柔顺控制、机电系统设计、系统建模分析、控制策略和相关仿真实验这几方面进行论述。关节驱动模块是机器人的动力源,为了进行关节驱动控制,进行关节驱动控制仿真研究。为了进一步满足机器人对柔顺性的需要,制定了单关节的PD控制策略,并应用模糊控制完成阻尼系数与刚度系数的匹配。四足仿生机器人是机械系统、电气系统高度耦合的系统,合理的机械和电气系统能有效实现机器人的功能。本文分析四足机器人的腿部构型,根据机器人腿部构型完成机器人腿部设计。膝关节采用带传动方式,将腿部质量集中于髋关节处,有效降低腿的惯量。此外机器人小腿采用弓形小腿结构,利于吸收能量冲击。电气系统是控制系统的基础,采用分层结构,以Up-board作为顶层控制器,STM32作为中间层控制器,电机驱动器作为底层控制器,顶层与中层之间采用SPI通信,中层与底层之间采用CAN通信。四足仿生机器人系统建模是控制系统的理论基础,本文对四足仿生机器人进行了单腿正运动学、逆运动学、摆动相动力学、支撑相动力学和基于SLIP模型的稳定性分析。通过运动学,解决了足端位置感知和足端位置控制的问题。采用拉格朗日法求解了摆动相动力学,并在VREP平台下进行仿真,验证了摆动相动力学模型的正确性。支撑相作为并联六连杆冗余机构,采用凯恩方法建立支撑相动力学方程组,并给出约束方程。此外,本文还将实际机器人映射到SLIP模型,利用SLIP模型的动力学方程,进行稳定性分析。四足仿生机器人采用基于柔顺控制和虚拟机器人的步态控制策略。本文利用关节力位混合控制策略和虚拟弹簧阻尼模型完成单腿主动柔顺控制。本文基于五阶贝塞尔曲线,进行摆动相轨迹规划。本文制定Trot步态下的侧向稳定控制、躯干姿态控制策略,并进行了相关仿真实验。