轮腿复合式机器人比单个运动机构的移动机器人有更高的性能,其具有较高的稳定性,可适应复杂的外部环境,本文所设计的六腿滚动式奔跑机器人是一种轮式腿型的复合式机器人,但其奔跑运动是交替支撑和弹跳飞行的过程,可以将其视作双足仿生机器人的奔跑运动。本文以经典的弹簧负载倒立摆为简化依据,将多自由度、复杂的机器人系统解耦为俯仰和横滚两个方向上的运动,用拉格朗日法分别建立动力学模型,并在两个运动方向上的平衡点处对其进行了线性化,之后转化为状态空间方程,对两个标称系统进行了可控可观性分析。针对欠驱动六腿滚动式奔跑机器人的控制问题,考虑存在外部干扰和模型参数不确定的影响,基于动力学模型,在机器人俯仰和横滚两个方向上分别提出了鲁棒H_∞最优和滑模变结构的控制策略。针对机器人在运动过程中弹性腿的长度变化情况,在俯仰方向上设计了鲁棒H_∞最优控制器用以补偿机器人模型中的参数不确定性,在横滚方向上设计滑模变结构控制器以提高机器人的快速响应,通过MATLAB进行仿真验证,结果表明所设计的控制器可对外部干扰进行有效抑制。为进一步对所设计的控制器进行性能分析,本文结合MATLAB和ADAMS对机器人控制系统进行了联合仿真。首先对MATLAB、Simulink和ADAMS进行了简要介绍,并提出了机器人控制系统框图;其次,在ADAMS中建立了机械系统,在MATLAB的Simulink中搭建了控制系统,通过设置合适的仿真模式和交互时间对该机器人的奔跑运动进行了联合仿真,进一步验证了所设计控制器的可靠性和有效性。为实现机器人的控制策略,搭建了以STM32F103ZET6为主控芯片的硬件平台,包括可测量姿态信息的MPU6050传感器、伺服驱动器和伺服直流电机,完成了上位机的调试和下位机软件的编写,提出了控制系统总体设计方案,包括系统外设初始化,MPU6050初始化、姿态信息的读取和编码器脉冲的读取,运用C代码编写了所设计的控制算法,并在硬件平台上进行了验证。