人体平衡功能评估在运动力学、足踝疾病临床诊断与治疗、平衡功能康复训练等研究中具有广泛应用。生物力学多维测力台是评估平衡功能的基础设备，其维间耦合是影响测量精度的主要因素之一。本文对多维测力台解耦设计、矢量力加载标定、非线性解耦等进行了深入研究。论文设计实现了同步测量集总力和足底压力分布的综合测力系统，以集总力测量为主，辅以阵列式分布力测量，为平衡功能评估提供更全面有效的信息。　　论文首先进行了多维测力台弹性体设计，分析了应变片贴片偏差以及测力台板挠度等因素对测力台维间耦合的影响，采用有限元方法分析了弹性体高度、支承跨度和测力台顶板厚度等结构尺寸对维间耦合的影响，并进行了多维测力台结构参数的优化。　　针对逐维力加载标定装置复杂且效率低，论文设计了一种适合于现场实施多维测力台矢量力标定方案。深入研究了标定加载点位置对多维测力台解耦精度的影响。对实际的多维测力台进行了矢量力标定加载点集优化的实验研究。数据结果表明优选的加载点集在有效降低维间耦合、提高测量精度和标定效率方面的有效性。　　论文将人工智能方法引入多维测力台的标定解耦中。首先分析了噪声对最小二乘法解耦模型的影响。提出了基于加权邻域度量的KNN-LSSVM多维测力台解耦方法，分析了权值矩阵系数对解耦的影响，并将该方法与最小二乘法、BP神经网络法、LSSVM方法进行对比分析，实验结果表明其解耦效果比最小二乘法提高50%以上，比最小二乘支持向量机解耦效果提高约30%。　　以FPGA为控制器，实现了集总力和分布力的同步采集，对压力分布测量中压敏阵列的串扰抑制以及开关切换引入的高频噪声抑制等进行了深入分析研究。进行了滤波电路参数优化，提出了阈值自适应改进中值滤波算法，兼顾了采样率和噪声抑制两方面的需求。　　将综合测力系统应用于慢性踝关节不稳临床诊断中。基于同步采集的集总力和分布力数据，提高了压力中心到达支撑边界时间(TTB)及足底抓地力的测量精度。基于足底力综合信息，分析了压力中心(COP)、压力分布、TTB以及足底抓地力在评估慢性踝关节不稳者平衡能力的统计差异。多指标联合诊断结果表明，采用集总力和分布力同步信息进行诊断比单一采用集总力或分布力信息具有更高的确诊率。实验结果同时表明，在踝关节不稳患者的临床诊断中，TTB以及足底抓地力较传统的COP相关指标具有更好的诊断效果。