双足机器人的步行规划与控制方法一直是机器人学的研究热点问题，以往的规划与控制方法主要是将工业机器人的控制方法通过ZMP约束扩展到双足机器人上面，所生成的步行运动对能量的利用效率远低于人类的步行方式。本文的主要内容是通过研究人类直立行走的特点找到一种用于双足机器人的控制与规划方法，用于实现与人类类似的高效步行方式，包括：（1）机器人的运动学分析：首先分析机器人样机机构的特点，采用D-H方法为机器人建立了坐标系，分析了机器人的正运动学问题；分析了机器人的逆运动学，提出了一种降维搜索的数值方法用于求解逆运动学方程，该方法将对高维空间的搜索转化到了一维空间，从而提高了计算效率。（2）机器人的动力学分析，利用凯恩方法建立了机器人的正向动力学模型，导出了机器人的动力学方程；利用牛顿-欧拉方法分析了机器人的逆向动力学问题，给出了逆动力学方程的迭代求解方法。（3）开发了一套基于PhysX的双足机器人动力学仿真平台，该平台具有求解速度快、精度高的特点，显示接口采用DirectX编写。（4）在前人的成果之上，分析总结了人类直立行走时的各种特性，指出人类直立行走的基本原则是能量最优原则，行走过程中能量的输入方式是间断性的能量输入方式，在此基础上提出了一种自然步态生成方法用于生成自然步态，仿真实验表明，该方法可以生成与人类能耗接近的自然步态。（5）针对传统的线性倒立摆规划方法能耗高、步态不自然的特点，提出了一种基于虚拟支点倒立摆模型的机器人质心轨迹规划方法，在保证摆动阶段机械能近似守恒的前提下，同时保证压力中心点能够从脚跟移动到前脚掌，与人类步行的地面反力特性接近，且该方法在与人接近的步行参数下获得的运动模式能耗远低于线性倒立摆规划方法得到的步行模式。