仿生四足机器人具有传统移动机器人所不具备的灵活性,在灾后救援、厂区服务、协同作战等领域均有广阔的应用场景。由于四足机器人工作环境复杂多变,四足机器人如何在非平整地面稳定运动成为当下机器人研究的重点之一。本文基于模型预测控制方法,通过机器人足端摆动轨迹规划、足端地面反作用力计算及控制,在仿真环境下实现了四足机器人的稳定运动控制。本文以课题组自主研发的四足机器人为研究对象,研究了四足机器人的控制算法并搭建了虚拟样机的控制系统,通过应用D-H法完成了四足机器人运动学模型的创建,并基于解析法求得了机器人的逆运动学解。为提高四足机器人的运动稳定性,规划了步态时序与摆动轨迹。其中,以髋关节坐标系运动速度为期望目标,实现四足机器人在平面移动与转动时的落足点规划,以非线性映射函数构建足端运动轨迹以实现足端与地面的平稳接触,并通过参数控制实现步态轨迹随速度自适应变化。为使机器人稳定跟随期望运动轨迹并实现姿态稳定,建立四足机器人单刚体动力学模型并简化,基于模型预测控制方法构建运动控制器,将其转化为二次规划问题并求解,计算支撑相足端地面反作用力并持续滚动优化,同时通过地面倾斜角度估计算法使四足机器人具备倾斜面运动能力。最后,基于Pybullet仿真环境构建了四足机器人虚拟样机模型,并完成了四足机器人直线、转弯以及混合轨迹运动的虚拟样机仿真实验,同时实现了四足机器人的斜坡稳定运动。