现有的足式机器人按支腿数量可分为双足、四足和六足等多足机器人,其中双足机器人作为多变量的、非线性、强耦合与变结构的复杂动力学系统,支腿数量少,结构简单灵活,但由于支腿数量限制,在行走的过程中的稳定控制是需要研究的问题。而倒立摆是许多复杂、不可控对象的简化模型,也是研究稳定控制的手段。同时,足式机器人按支腿形式可分为串联式和并联式,采用并联机构作为机器人的支腿时,具有更高的承载能力。将倒立摆模型引入该机器人研究领域,提出将双足机器人的行走模型简化为基于3-RPC并联平台的倒立摆,通过对该倒立摆系统稳定控制的研究,为后续双足并联支腿机器人稳定控制提供研究手段。主要研究内容如下。在直线一级倒立摆数学模型的基础上,设计PID、LQR控制器,针对虚拟现实模型更接近真实效果的特点,进行MATLAB/Adams联合仿真,并运用模型预测控制控制进行状态方程仿真。比较分析三种控制策略的控制效果,将控制性能较好的PID方法应用到更复杂的平面一级倒立摆,进行MATLAB/Adams联合仿真,实现了稳定控制和抗干扰控制。根据设计的PID控制策略,进行了直线一级倒立摆实验研究。开展稳定控制实验与抗干扰实验,实现了摆杆的稳定控制并证明了算法的正确性和有效性。建立了3-RPC并联腿机构的三维模型,对其进行运动学分析和工作空间分析,利用仿真软件对其理论分析结果进行了验证,并讨论了该机构作为机器人支腿机构的可行性。分析了支腿机构速度与加速度的变化规律,基于有限元分析方法,对支腿机构开展静力学研究。利用虚功原理法建立机构的动力学模型,运用联合仿真验证方法的可行性与有效性。分析了稳定控制方法,对基于3-RPC并联支腿机构的倒立摆系统模型进行简化,并提出T-S模糊模型进行控制分析,及PID仿真,实现稳定控制,对比仿真结果。讨论了动力学与运动学控制策略,选择采用位置反馈进行控制,运用PID方法实现联合仿真。