双足机器人因其十分广泛的应用,吸引到学者们的广泛关注,并且已经取得了丰富的成果。欠驱动机器人充分利用人类步行本身的特性,具有行走速度快、能效高和适应能力强的特点,是性能优异的一类机器人。本文即是针对五连杆四驱动的欠驱动机器人的时变步态规划和控制进行了研究,主要内容有：首先建立了五连杆四驱动双足机器人动力学混杂模型。根据拉格朗日原理推导出五连杆四驱动双足机器人的混杂模型,包含单腿支撑相的连续模型和双腿支撑相的离散模型。接着进行了双足机器人的时变步态规划。传统的步态规划比较多的是时不变步态规划,本文的步态规划则是时变的,在步行控制完成之前即可得到步行轨迹。通过设计步态形式和推导,将规划问题转化成参数优化问题,并通过改进的遗传算法得到多样化的参考步态。然后对时变步态控制的稳定性进行了分析,并设计了控制策略。双足机器人步行稳定性一般是利用庞加莱映射分析动力学模型的零动态来分析,对可控变量作一定的线性变化,提高了系统的稳定性。设计了神经网络直接逆控制的策略对机器人步行进行控制,以神经网络来模拟机器人对象的逆模型,并将神经网络与机器人对象串联起来,仿真实现机器人对参考轨迹的跟踪。最后介绍物理样机和小型机器人。介绍了物理样机的机械结构、硬件系统和软件系统。对小型机器人套装进行了介绍,并设计开发了针对小型机器人的实时控制软件。本文的主要创新点有：第一,对参考步态进行时变的设计,并通过优化的方法得到多样化的时变步态；第二,通过对可控变量的线性变换,极大的提高了系统的稳定性；第三,设计了神经网络直接逆控制的方法来解决步行控制的问题。