精确地描述和分析系统动力学特性一直是仿人机器人研究方向需要解决的关键课题之一，而至今为止，针对此系统的已有建模理论和方法一般是以其结构刚性杆件简化，以及将杆件以单纯铰链联结成“骨架”为前提，建立在传统多刚体动力学理论基础上，这些研究成果由于结构的简化和多刚体理论的局限，只能近似地反映仿人机器人系统的步行动力学特性。但是，随着逐渐提高的行走性能要求，需要考虑仿人机器人的本质粘弹性力学性质和复杂非线性结构特征，以更完整和精确地描述其行走动力学性能。因此，为解决复杂的仿人机器人系统动力学建模和分析问题，论文针对清华大学研制的第一代仿人双足步行机器人——THBIP-Ⅰ系统，考虑具体三维结构及其材质本质粘弹特性，如结构柔性和关节弹性等方面的影响，运用三维有限元理论和ANSYS软件技术，系统和深入地研究了其动力学特性的有限元建模技术与方法，以及具体行走动力学特性的分析问题。论文首先研究建立了THBIP-Ⅰ仿人机器人系统的精确弹性动力学有限元分析模型，并在此基础上进行结构静力学分析，研究各部件应力、应变分布状况，分析其强度和刚性等力学性能，提出THBIP-Ⅰ结构优化初步措施，为结构优化设计提供理论依据。其次，运用模态分析理论和ANSYS中模态分析软件，进行THBIP-Ⅰ模态分析，研究支撑转换期THBIP-Ⅰ各阶模态及其振动特性（固有频率和振型），并结合实验现象，对样机结构的振动特性趋势进行了初步的研究。最后论文应用所建立的有限元弹性动力学模型，考虑结构柔性和关节弹性等结构特性的影响，进行THBIP-Ⅰ步态设计优化和步行稳定性研究，并从加阻尼介质、改变提腿和落腿速度、以及提腿和落腿时脚掌姿态等措施入手，进行THBIP-Ⅰ仿人步行支撑转换期的冲击振动有限元分析研究。