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针对轮腿式机器人对控制系统稳定性要求高、响应速度快的特点，设计了基于STM32F103系列微控制器的多级分布式控制系统。为了提高系统可靠性以及响应速度，控制系统内部设计了一种具有执行优先级和任务抢断功能的多线程任务调度器来提高机器人运行效率。为了提高机器人在非结构化环境中的适应性，对其姿态自适应模式下的姿态调整算法进行了设计。原型机实验测试结果表明，设计的控制系统运行稳定、响应快，达到了设计指标的要求，设计的自适应姿态算法在车身发生倾斜时，能根据传感器参数变化完成对自身姿态的修正。