四足仿生机器人作为智能移动平台在科学探索、山地运输、抢险救灾以及军事行动等领域展现了惊人的应用潜力，不断提高机器人野外运动能力成为当前机器人研究领域的焦点问题之一。对复杂环境的高适应性和对外部干扰的高动态性以及在高负载下的运动平衡控制成为制约四足机器人走向实地应用的瓶颈，同时也对四足机器人控制系统的实时性以及运动控制算法的鲁棒性提出了越来越高的要求。本文以四足哺乳动物作为机器人仿生学研究的对象，建立了四足机器人的模型结构以及运动学方程，在此基础上根据对角步态的特点设计了基于位置的控制方法和基于阻抗的控制方法。根据仿生控制模型以及控制系统的任务需求，选取了递阶式分层控制构架作为四足机器人控制系统的总体框架。在控制系统的整体框架下，对控制系统总体硬件框架进行了设计，提出了上位机控制器和下位机控制器的设计需求，并分别完成了上位机控制器的硬件选型设计和下位机控制器的硬件电路设计以及传感器调理电路设计。在硬件设计的基础上，分别对上位机控制器和下位机控制器软件总体框架进行了设计。选取了QNX作为上位机控制软件的实时操作系统，对上位机控制器多线程程序进行了详细的设计与介绍，同时对下位机和上位机之间的CAN网络通信程序进行了分析与设计。最后介绍了实验样机平台，对控制系统软硬件和运动控制算法进行了实验测试与验证。实验效果表明控制系统设计满足控制要求。