智能仿生腿的研究是集电子、信息、控制、材料、生物医学以及机械技术等众多技术为一体的前沿性、多学科交叉的研究课题。仿生腿膝关节的机构设计和控制方法对于仿生腿的研究意义重大。本文详细阐述了智能仿生腿的设计要素,给出了智能仿生腿的设计方案；以人体膝关节理想瞬时转动中心轨迹为目标,基于膝关节尺寸范围约束,采用具有较好全局搜索性能的遗传算法对膝关节的四杆机构进行了优化,得出了较为理想的膝关节结构尺寸。在驱动装置的选择上,仿生腿的结构特性决定了驱动装置的体积和能耗不能过大,综合这两方面以及计算机控制的效果等因素采用磁流变阻尼器来驱动膝关节。为了得到好的控制效果,在已有的阻尼器力学模型基础上设计了实验方案,进行模型的参数识别,为之后的阻尼器控制做充分准备。仿生腿机构的动力学模型较为复杂,通常的模型都是在假设整个系统为刚体的基础上建立的,这一点与人体的健康腿有很大差异。利用现代控制理论中的系统辨识技术抛开了系统的动力学建模等复杂过程,且不需要对系统的机理了解太多就可以建立系统模型。在系统辨识过程中,首先对实验得出的膝关节的输入与输出数据进行预处理,利用先验知识选择了几种不同的模型类型进行辨识,模型的种类和参数辨识是同时进行的。在相同的输入情况下,选择出与实际的输出差别最小的模型作为辨识的结果。最后对系统的PID控制参数用遗传算法进行了整定,并进行膝关节角度跟随仿真。