智能仿生人工腿将智能控制理论、微电子技术、机械设计与制造技术以及生物医学工程等融合在一起，是机器人学和生物医学工程领域一个备受关注的研究课题。而采用虚拟样机技术进行人工腿的性能仿真和设计优化研究，则是智能仿生人工腿研究的重要发展方向。 以前所开展的智能人工腿相关研究存在以下三方面不足：第一，没有建立完整的人工腿流体控制装置模型，只能通过长期的临床试验来确定人工腿步行速度与电机控制之间的关系；第二，世界上现有的人工腿虚拟样机模型过于简单，性能仿真评估结果的可信度较低；第三，目前还无人做过智能仿生人工腿的性能仿真研究。 针对以上不足，我们提出了一种全新的智能仿生人工腿性能仿真体系，并将其用于我们研制的国内首台智能仿生人工腿CIP-I Leg的性能仿真和参数优化设计中。本文首先对国内外智能人工腿的总体研究状况及基本理论作了一些介绍，在此基础上，对CIP-I Leg的重要组成部分及步速调节系统进行了设计研究。CIP-I Leg是一款气压控制单轴膝关节型智能仿生人工腿，靠安放在其内部的一新型二级伸缩气缸的伸缩来实现自由摆动。气缸尾部的电机可以控制气缸内一个针阀的开度，通过改变针阀开度可以调节膝关节弯曲和伸展的阻尼，从而达到改变CIP-I Leg摆动速度的目的。依照新的设计仿真体系，本文利用流体力学基本原理建立了气缸的气体动力学模型，并将该模型与摆动相期间人体下肢的数学模型联立起来，推导出了针阀开度与气压阻尼力之间的对应关系。通过在MATALB环境下建立的交互式仿真平台，可以判断该气缸能为人工腿摆动相的精确控制提供合适的动力。在虚拟样机的性能仿真部分，本文把在SolidWorks中完成的CIP-ILeg和人体下肢残肢的三维模型导入到ADAMS中，并添加相关约束以建立完整的样机模型。最终，在0.75m／s步行速度下对CIP-I Leg的样机模型进行了参数化仿真分析。 参照现有的人工腿性能评判标准，结果表明CIP-I Leg在摆动相期间具有良好的运动学和动力学性能，而且该虚拟样机模型能实现CIP-I Leg的性能仿真评估。