双足机器人具有较高的机动性与环境适应能力等特点，一直是世界各国机器人领域的学者们研究的热点方向之一。由于双足机器人的研究涉及到机械制造、自动控制技术、计算机科学、电子信息学、人工智能、物质材料等众多学科。所以，双足机器人的整体研究水平不仅反映了一个国家自动化与智能化的发展状况，而且代表着一个国家的总体科技实力。同时，由于双足机器人具有能够在各种复杂地面上实现行走的功能，并且对机器人技术应用产业具有重要的研究与实用价值。因此，通过对双足机器人的步行过程进行研究，使其实现快速、稳定的行走具有重要的现实意义。本文总结了双足机器人国内外稳定行走的相关技术和理论研究进展，并针对双足机器人步行过程中的步态规划、步行稳定性等问题，开展了“双足机器人步态规划及稳定性研究”，并利用MATLAB与AFU2010实验样机平台进行了仿真与实验。机器人的运动学问题，即机器人的各关节角变量与其各运动连杆之间的联系，包括正运动学与逆运动学两个部分。本文介绍了双足机器人的运动学基础，并且利用齐次变换矩阵来表示物体在空间中的位姿。在此基础之上，通过机器人的正运动学推导计算出其各关节在参考坐标系中的位姿矩阵，并采用控制机器人期望状态与当前状态之间误差的方法实现了机器人逆运动学的求解过程。机器人的步态规划问题，即通过一定的方法得出机器人各关节角随着时间变化的一系列数值。本文将采用基于三维线性倒立摆模型的方法来建立双足机器人的步行模式，从而得到机器人的质心和腿部落脚点的轨迹，并采用三角函数拟合摆动脚的运动轨迹，再利用逆运动学求得机器人的每个关节角，从而实现步态规划。机器人的步行稳定性问题，即保证双足机器人在步行的过程中始终处于稳定状态。本文通过分析传统实时跟踪ZMP (Zero Moment Point,零力矩点)/COM(Centre of Mass,质心)轨迹等步行稳定性控制方法，并结合人类的步行特点，提出一种双足机器人跟踪误差在线修正的方法。该方法无需实时跟踪期望的COM轨迹，通过采用误差裕量和误差限值的方法，在线修正双足机器人实际状态与目标状态的偏差，对双足机器人进行步态补偿控制，从而解决了机器人在线修正过程中实时修正与位置稳定之间的冲突问题。最后，在AFU2010样机平台上进行了基于三维线性倒立摆模型步态规划方法的步行实验，并通过双足机器人的跟踪误差在线修正方法对其进行步态修正。实验结果表明了本文步态规划与稳定性控制方法的有效性。