液压四足机器人是典型的机电液一体化产品,运动过程涉及因素较多,在实现期望动作目标的条件下,通常希望机器人机身具有较小的动量、较低的能耗,同时,在运行过程中需考虑机器人自身的运动学约束条件、动力学约束条件和结构参数限制因素。即,四足机器人的运行属于多目标任务条件下的多约束问题。研究液压四足机器人在多约束条件下的运动控制问题,探讨提高液压四足机器人整体性能的运动目标,研究多约束条件下的多目标问题的数学描述及其求解方法,不仅具有重要的理论意义,而且对提高液压四足机器人整体性能亦具有重要的现实意义。针对运动学方程和动力学方程在机器人轨迹规划和运动控制方面的重要性,建立液压四足机器人整机运动学方程,建立机器人关节速度与足端速度间的数学映射关系。在此基础上,获取机器人各连杆质心线加速度、角速度和角加速度,并运用牛顿—欧拉法建立机器人各腿动力学方程,获取机器人各关节扭矩、机身与腿部间的作用力和作用力矩。在此运用牛顿—欧拉法建立液压四足机器人机身动力学方程,进而获得四足机器人整机动力学方程。考虑高精度关节扭矩控制在机器人运行过程中的重要性,以及电液伺服作动器力控制可能存在的问题,分析机器人关节位置控制存在的问题,并提出应用位置内环、力外环的复合控制策略,并通过实验验证控制策略的有效性。针对液压四足机器人速度信息在机器人控制过程中的重要性,考虑基于运动学方程进行机器人状态估计的局限性,提出基于液压四足机器人动力学方程进行状态估计。将状态估计问题转化为具有约束条件的二次规划问题,以建模误差和测量误差作为二次规划目标函数,以动力学方程作为等式约束条件,以关节速度、关节扭矩等为不等式约束条件。并采用对偶方法进行二次规划问题求解,获取期望的关节速度、机身速度信息。针对四足机器人在运行过程中存在的多目标、多约束问题,首先阐述多目标分级优化的原理,并将其转换为标准二次规划问题进行求解。考虑液压四足机器人整机动力学方程维数较高、变量较多、求解难度较大的问题,运用QR分解方法将动力学方程进行分解,降低动力学方程的维数,获取降阶的机器人关节扭矩与足端力表达式,选取关节加速度和关节扭矩作为约束变量。提出以机器人质心轨迹、机器人机身动量、机器人能耗等为目标的多目标函数,并充分考虑机器人的运动学和动力学限制条件,并进行多目标二次规划问题求解。采用液压四足机器人实验平台系统进行实验研究,分别进行液压四足机器人状态估计实验和液压四足机器人多目标分级优化控制实验,实验结果验证了控制策略的有效性。