本论文研究得到国家高科技研究发展计划863计划(2006AA04Z251)和吉林大学研究生“985工程”创新计划项目(20080201)的资助。论文研究旨在对加膝关节的无动力双足步行机器人进行了侧向动力学建模并对水平质心控制的方法进行了研究,实现了步行机器人的稳定行走。并且,建立了一个通用的机器人仿真实验平台,进行了动力-运动学建模与数值仿真,直观再现了步行机器人在三维空间下行走的动态过程,有效促进了欠驱动双足步行机器人的研究。侧向建模并对水平质心控制算法进行研究,增加机器人运动的稳定性,鲁棒性,提高了控制策略的实用性。设计欠驱动步行机器人开式通用仿真、实验测试软件平台,集成了动力学仿真、控制算法设计与行走动态三维再现等主要功能,有助于理解机器人的行走步态与控制算法效果验证。全文主要内容概括如下:根据欠驱动双足步行机器人在三维运动中侧向偏转的出现使机器人产生左右倾斜,设计了具有侧向自由度的多模式欠驱动弹性脚,引导机器人出现侧向倾斜并保证了侧向平衡。并且,对欠驱动步行机器人侧向运动状态进行了分析并建立了其侧向系统模型。对水平质心控制进行了研究,用水平质心的控制策略来实现欠驱动双足步行机器人能够在水平面上依靠“虚重力”实现稳定行走;并且,基于能量控制算法,增加了机器人运动的稳定性和鲁棒性,提高了控制策略的实用性。通过MATLAB,VC++和OpenGL建立的通用机器人仿真实验平台,集成了动力学仿真、控制算法设计与行走动态三维再现等主要功能,实现了通用仿真平台的基本功能。最后,对全文进行了总结。