双足机器人是具有广阔应用前景的课题,经过科研工作者的不懈努力,已经取得了很多成果。但是传统的主动机器人普遍存在能耗高、行走速度慢的问题,欠驱动机器人则是能够实现低能耗的高速动态行走。欠驱动机器人在部分关节不带驱动,充分利用动力学特性进行行走。本文研究的是具有点足的五杆欠驱动机器人,从步态规划和行走控制等方面进行了研究,主要内容包括：首先介绍了欠驱动双足机器人的五杆四驱动模型,根据拉格朗日原理建立了混杂动力学模型,并在此基础上介绍了基于虚拟约束原理实现步态跟踪的周期行走控制方法,并进行了仿真研究,实现了机器人的稳定周期行走。其次设计了周期行走步态的形式,并通过修改多目标粒子群算法设计出适合本文优化目标的参考步态优化方法,仿真研究表明,优化得到的参考步态集合不仅具有低能耗的特性,而且是同时得到了多样化的行走速度。然后在周期行走和步态规划的基础上,设计了变速行走动态矩阵控制方法,并设计了机器人起步的基于动能起步方法和基于势能起步方法,设计了由减速过程和终止步组成的止步方法。仿真表明,所设计的变速控制方法可行,动态矩阵控制方法比比例积分控制效果更优,所设计的起步和止步方法可行。最后介绍了机器人物理样机的控制实现时的硬件设计和软件设计。硬件上采用了上层工控机通过总线同时控制下层关节伺服电机的结构。软件上采用模块化实现,模块内实现完备的功能,模块之间的接口使用方便。另外,重新设计了仿真系统研究硬件的限制带来的影响效果,为样机实现提供参考。本文的创新点：第一,针对欠驱动双足机器人设计了步态优化算法,该算法做的特殊处理能获得速度多样化的步态集合；第二,针对行走速度控制设计了动态矩阵控制算法,跟比例积分控制器相比具有更优的性能,且变速更稳定；第三,设计了适合欠驱动机器人的起步和止步方法；第四,对样机上的控制实现做了具体设计；第五,设计了考虑硬件性能的仿真系统,使机器人行走仿真更符合实际。