仿人机器人是一个复杂的多刚体双足行走系统,并具有多输入多输出、强耦合、非线性等特点。这不仅对其运动控制系统的性能提出了很高的要求,同时对实现其行走控制的步态规划算法的性能也提出了较高要求。本文分析了目前仿人机器人运动控制系统的优缺点,按照小型化、轻型化、模块化、开放性和低成本的设计要求,提出了一种分布式仿人机器人运动控制系统的设计方案。该系统采用分层控制的方式,主要包括主控台、实时计算机控制系统和底层基于DSP的多关节控制器三层。主控台通过无线以太网与实时计算机系统进行通讯,实时计算机系统通过CAN总线与底层基于DSP的多关节控制器进行通讯。通过将设计的运动控制系统应用于上海交通大学智能机器人研究中心自行开发的小型仿人机器人MIH-I上进行试验,验证了该运动控制系统具有优异的控制性能,同时系统还具有体积小、模块化、开放性好、低成本,并且能够支持网络功能等众多优点。为了防止仿人机器人不同身体姿态和各关节初始位置对运动控制影响,本文在深入研究了当前仿人机器人初始位置复位系统的优缺点后,设计和实现了一种用于仿人机器人的初始位置精确复位系统。通过在MIH-I上进行实验,验证该系统不仅能够实现稳定、快速和准确的初始位置复位,而且还可以检测出现松动的关节,并消除关节空程和零位漂移对初始位置复位的影响。本文随后研究了仿人机器人步态规划算法。建立了MIH-I正逆运动学模型,然后利用Matlab实现了基于ZMP的仿人机器人步态规划算法。提出了先利用Adams进行步态算法仿真,再进行步态算法物理样机实验的方案,很大程度上起到了保护仿人机器人物理样机的作用。最后通过Adams仿真和MIH-I实物实验,验证了该方案的合理性,并实现了MIH-I的稳定行走。