仿人机器人的重要特征之一是双足行走，多年来对仿人机器人的研究主要集中在实现平整地面上双足稳定行走，但是如何在复杂地面上实现稳定行走一直是仿人机器人研究中的瓶颈问题。本文针对仿人机器人上下楼梯行走稳定性问题，开展了上下楼梯步态轨迹规划、稳定区域与稳定裕量的计算、稳定控制策略等关键技术的研究工作。论文研究的主要内容如下：　　 1、建立了仿人机器人运动学和动力学模型。基于笛卡尔坐标系和广义坐标，建立运动学模型，表达出仿人机器人在基坐标中的位姿；运用拉格朗日方程进行单、双腿支撑期的动力学建模，以确定步态特征以及步行机构各个关节所需要的控制力矩，运动学和动力学模型为步态规划和稳定性控制奠定理论基础。　　 2、推导了仿人机器人上下楼梯运动轨迹。根据上下楼梯应满足的约束条件确定关键点，然后采用三次样条函数插值关键点得出踝关节和髋关节的运动轨迹，并且通过逆运动学得到其他关节的运动轨迹。　　 3、研究了上下楼梯行走稳定性问题。首先引入了零力矩点(ZMP)稳定性理论，并对此进行扩充，提出了虚拟零力矩点(FZMP)概念。其次，由稳定行走必须满足地面反作用力位于稳定区域内的条件，推导出仿人机器人在上楼梯过程中单、双腿支撑期的稳定区域面积和稳定裕量。最后，提出运用模糊控制算法快速产生地面反作用力位置的方法。　　 4、提出了仿人机器人上下楼梯稳定行走控制策略。该策略采用离线轨迹规划与实时修改相结合的平衡控制方法，当地面反作用力点在稳定区域内，运用ZMP控制策略，只需对关节角度参数进行微调修正，而不需要改变期望轨迹值；当地面反作用力点在稳定区域外，运用FZMP控制策略，及时修改期望轨迹值，使机器人获得新的支撑区域，恢复行走稳定性。　　 5、进行了ADAMS与Matlab联合仿真。采用ADAMS软件进行建模和动力学仿真，提供机器人三维实体模型、运动学和动力学模型以及动画仿真。采用控制系统专业软件Matlab进行机器人控制系统设计，提供控制关节目标轨迹、稳定控制算法并输出驱动力矩。通过ADAMS/Controls接口模块建立起Matlab与ADAMS之间的数据接口。联合仿真方法为实现仿人机器人在线控制奠定了基础。