在移动机器人领域,由于双足机器人有着拟人的外形、复杂的自由度以及更强的环境适应性等特点,使其在市场有着更广阔的前景和潜力。对双足机器人稳定性研究,尤其是在复杂环境中稳定行走的方案,一直是该领域的研究重点和难点。对机器人上楼梯场景的稳定行走方案设计时,整体效果的优劣主要由以下三个方面决定:轨迹规划是否恰当、系统建模是否准确以及控制器是否可靠。轨迹规划要结合环境信息合理地设计零力矩点（zero torque point,ZMP）、质心（center of mass,Co G）和游脚运动轨迹,这是双足机器人稳定行走的前提;系统建模需要获取机器人身体各部位详细、准确的物理参数,同时需要考虑实际运动环境存在的不确定干扰和不可避免的建模误差,这是机器人稳定行走的基础;由轨迹规划得到机器人各关节期望的运动轨迹,设计高效可靠的控制器实现即时准确的跟踪,是实现稳定行走的重点。本文针对上述存在的三个问题做了以下工作:1.区别于平地行走,机器人在楼梯上运动时支撑区域是不连续的,从而导致ZMP稳定判据无法应用。针对此问题,采用了虚拟斜坡的方法加以改进,将楼梯视作固定斜率的平整斜面,得到了虚拟ZMP和虚拟支撑区域。同时,考虑到游脚运动时可能存在的碰撞问题,通过设置约束条件,实现了基于ZMP稳定判据的轨迹规划。2.针对建模时不可避免的存在建模误差,以及实际样机在工作时存在的不确定扰动,设计了扰动观测器对外部扰动进行精确估计,降低了对参数精度的要求,消除建模误差带来的影响,提升了系统的鲁棒性和控制器控制精度。3.针对关节轨迹跟踪问题,设计了基于扰动观测器的非奇异终端滑模控制方案,在传统终端滑模的基础上,避免了奇异性问题的出现,实现了系统在有限时间内收敛。同时采用饱和函数代替符号函数的方式减少了抖振现象的产生,采用Lyapunov稳定性定理证明了基于滑模控制器的系统状态可在有限时间收敛到零附近的紧集内。4.通过MATLAB仿真实验验证了整体方案的可行性与有效性。