现代社会人们生活节奏越来越快,踝关节的损伤会严重降低人的活动能力,对人们的正常工作和生活造成很大的影响。踝关节康复机器人作为一种新型医疗器械,用于替代或协助康复医师,帮助踝关节损伤患者完成关节柔韧性与肌力的恢复训练。本文对一种新型踝关节康复机器人的控制系统进行了研究,在分析了国内外一些具有代表性的踝关节康复器的特点与不足之处基础上,结合踝关节损伤与康复机理,提出一种更加符合实际需求的控制系统方案,并分析了智能手机与踝关节康复机器人运动控制相结合的可行性。利用电动推杆替换原有驱动单元,解决了原型机内收-外敛机构间隙较大的问题。针对改进后的机器人,建立了其动力学模型。并完成内收-外敛机构模型辨识和机器人LuGre摩擦模型的建立。结合dSPACE半物理仿真系统,完成基于CAN总线,RS232总线和蓝牙通信的踝关节康复机器人控制系统整体方案设计工作。利用ARM微处理器,Android智能手机,蓝牙模块及其他电子元件,完成了机器人硬件电路系统的设计。在相同扰动作用下,仿真分析了前馈-反馈控制器与复合型二自由度IMC控制器的控制特性,并选定复合型二自由度IMC控制器。对机器人运动轨迹进行了规划,完成下位机控制程序、Android应用程序和上位机整体控制程序的设计。搭建基于dSPACE、uC/OS III嵌入式操作系统、IAR、App Inventor与Simulink/Stateflow的实验环境,完成Lu Gre模型参数辨识并对改进机构进行验证。通过人机实验,完成了机器人在不同摆动幅值和频率下的单自由度被动运动实验以及预定轨迹和自主轨迹跟随实验,对机器人抗阻训练模式下的动态与静态推拉力矩加载特性进行了实验研究。实验结果证明了预定轨迹、自主轨迹被动运动控制策略和抗阻训练控制策略的有效性。最后对实验中出现的问题进行了分析与总结,并提出后续改进方案。