双足机器人是自然不稳定的系统,需要研究者预先设计好稳定性能较好的步态曲线,并进行精密的控制才能保证机器人稳定地行走。多年来,许多学者提出了一系列的模型与算法来解决上述两个问题,也取得了许多标志性的成果,但是随着机器人的机械结构越来越复杂、自由度越来越多,机器人的步态规划和控制的难度日渐增加。因此对双足机器人的步态规划以及步态控制的研究就显得十分重要。本文正是针对上述两个问题进行了研究与学习,主要包括三个方面的内容,分别是基于线性倒立摆的步态规划、基于增强线性倒立摆的步态规划和基于零力矩点(Zero Moment Point, ZMP)与地面压力中心(Center of Pressure, COP)的模糊在线补偿。本文首先介绍了由日本学者提出的线性倒立摆模型,该模型是一种理想模型,利用其动力学方程能够规划出双足机器人的步态,本文在详细阐述线性倒立摆模型的原理以及规划步骤后,进行了双足步态规划。为了验证规划出来的步态数据,文章利用虚拟样机技术对上述步态进行了仿真,并对结果进行了分析。本文的第二个部分主要阐述增强线性倒立摆的基本原理,并在前人的基础上改进了增强线性倒立摆的适应度方程,得到一种更加适用于离线步态规划的方法,并利用这种方法进行了双足步态规划。同时,采用第一部分中用到的虚拟样机进行了仿真,并且就以上两种步态的稳定性、连续性和拟人性进行了分析,得出了线性倒立摆和增强线性倒立摆步态规划的优缺点和在实际应用中应该注意的事项,从而有效地保证了步态数据的可行性和在实际应用中的安全性。本文在第三部分采用一种新思路对机器人步态进行在线控制,目的是保证双足机器人具有良好地抗干扰能力和环境适应能力。在该方法中,首先利用15个传感器实时地地测量机器人的ZMP与COP,分别与给定ZMP和踝关节位置进行比较,得到ZMP误差和COP偏离量,然后对误差进行模糊化,通过模糊控制器来调节机器人的髋膝关节角度,最后,通过虚拟样机仿真证明了该方法具有很好的实用性。