本研究以国家自然科学基金项目《低功耗步行机器人足的作用机理和设计方法研究》为背景,对步行机器人步行稳定性及硬件控制系统进行了相应的研究。首先,为了研究两足步行过程中步态稳定性及步行能耗的问题,通过对人脚结构的分析,建立了基于两点式步行模式的直腿无膝倒立摆动力学模型。运用Poincare映射法,提出了一种数值算法,计算了该直腿无膝模型的不动点及吸引盆；研究了模型特性参数λ、步长对吸引盆特性及步行能耗的影响。系数λ增大会使吸引盆面积减小；收敛到不动点的速度变快；快速收敛到不动点的初始条件比例变大。步长增大会使吸引盆面积增大；模型在步行过程中单位距离消耗的能量增加。蹬地力F1对吸引盆的大小、形状及其分布区域基本没有影响。总结得到λ为0.55,步长为0.5m的参数组合更有利于对机器人系统的控制。其次,在对机器人稳定性研究的基础上,基于低能耗的思想,规划了机器人设计的总体目标,最终完成机器人的设计工作。再次,本文搭建了整个机器人控制系统。包括电气模块及其各个关节的控制模块。电气模块主要给整个系统供电,并且保证操作的安全性。根据控制要求分别搭建了髋关节、膝关节利踝关节的控制框架。最后,根据膝关节和踝关节控制需要,设计制作了电机伺服驱动器。整个驱动器包括硬件和软件两个模块。硬件包括控制电路、驱动电路及其驱动器与上位机之间的通讯模块的设计；软件模块包括电机控制程序及其驱动器与上位机通讯程序的编写。