人形机器人具有与人类相似外观、结构和行为动作,涉及机械设计、传感技术、控制理论等学科,其应用前景广阔,已成为机器人研究领域的一个重要研究方向。RoboCup(机器人足球世界杯)是一个国际性的研究和教育组织,它通过提出一些标准问题(如机器人足球,机器人救援等)来促进人工智能和智能机器人的研究。本文根据RoboCup KidSize组别的比赛规则,在机器人需求分析的基础上,完成了软硬件及机械结构设计,进而对机器人的步行控制和稳定控制进行了较为深入的研究。本文主要研究内容如下：●对人形机器人进行了总体设计,包括传感器和执行器的选型以及分层模块化的软硬件设计。在软件结构上,从上至下分为决策模块、动作规划模块、稳定控制模块,着重搭建了动作规划模块和稳定控制模块的软件平台：硬件结构上划分为主控制板,运动控制板和分布式的传感器数据采集板,并完成了运动控制板和压力传感器采集板的硬件设计与实现。●完成了机器人的机械结构设计,在机器人下肢运动学建模的基础上,对机器人下肢关节的正运动学和逆运动学进行了分析,推导出相应表达式,为机器人的动作设计建立了数学基础。●基于ZMP稳定性理论和桌子-小车模型,对机器人步行进行了步态生成,提出了一种五次曲线插补算法解决支撑脚切换瞬间的速度与加速度不连续的问题,在Matlab仿真平台下验证了此算法的合理性,并实现了机器人的多向步行。●研究了机器人的稳定性控制,其中包括姿态稳定控制和ZMP稳定控制,并分别设计了PID控制器和状态反馈控制器,提高了机器人在运动中的稳定程度。根据实际使用时的数据反馈,对比了这两种控制器的控制效果。