双足步行机器人研究作为控制技术和控制理论领域中一项非常具有挑战性的研究工作，具有重要的科研价值，不仅可以推动机械电子、人工智能等多学科的发展，促进新控制理论和控制方法的产生，还具有在军事、娱乐、医疗等事业上的广阔的应用前景。本文对新设计的多自由度双足步行机器人下肢作为研究对象，系统地分析了双足步行机器人运动特性，并对其运动控制系统进行了研究。 本文首先确定了以一种十字万向联轴节做为脚踝和髋关节双自由度的实现方式，关节均采用了直流伺服电机加滚珠丝杠齿轮传动减速机构的杠杆形式的驱动方式。在分析证明了踝、髋关节在并联驱动下运动自由度可实现后，针对下肢体的机械参数，建立了动力学模型，着重研究了其前向动力学方程，并通过证明简化了该方程。进而通过对人体特征和拟人行走步态研究，结合本体样机特点，进行了拟人运动步态规划，通过立方插补计算的方法建立了各关节的轨迹曲线方程，并通过MATLAB对该轨迹方程进行了步态描述，然后，对该步态轨迹进行了前向ZMP稳定边界分析。设计了机器人硬件控制系统，根据所规划的步态模式，提取出针对不同步行周期里各关节轨迹实验参数，开发了针对该关节运动轨迹的速度位置闭环控制算法。最后建立了步态运动实验控制系统，进行了摆动和支撑轨迹控制实验。 实验结果验证了拟人步态轨迹对各关节的运动可实现性；检验了所设计样机的机械特性和控制器特性；验证了采用实时速度位置双闭环控制的方法能满足预定步态轨迹的跟踪控制，并具有良好的动态特性。