双足步行机器人是一个多自由度的复杂机械结构，其动力学方程具有非线性、高阶和强耦合的特点，现有的数学模型和解析算法不足以得到完整和精确的步态解。除可控的有驱动自由度以外，双足系统脚板与地面之间存在无驱动的自由度，这个自由度的控制对机器人的姿态稳定具有重要的意义。最后双足步行机器人不同特性的步态周期切换也是自然步态生成中的一个难点。双足步行机器人的步态由静态的双脚支撑期和动态的单脚支撑期组成。在步行过程中，双足步行机器人从稳定的双脚支撑过渡到不稳定的单脚支撑，相应的控制结构从闭环切换到开环。从机器人的跑步运动我们可以看到，机器人在腾空状态依然可以保持动态平衡，也就是说机器人的步行控制不能平行地移植到机器人的跑步控制当中。这为多模型系统的稳定控制和平滑控制制造了更多的困难。

双足步行机器人是一个多自由度、多关节的复杂多连杆机构，具有丰富的动力学特性。对双足步行机器人进行动力学分析可以帮助了解行走运动和力之间的关系，明确机械本体的质量特性、步行姿态、步行速度与关节力矩的相互联系，为对其进行力矩控制和平稳性分析提供了依据。为便于分析，需要对其进行动力学建模并进行简化。

双足步行机器人分为前向模型和侧向模型。前向模型主要用来分析行走前行时的步态特性以及步行时的平稳特性，而侧向模型则更多地体现了行走时侧向的平稳性。国内外学者曾对两足步行机构的前向模型和侧向模型进行研究和假设性分析，如马宏绪等人在一定假设的基础上认为双足步行机构的侧向和前向的步行运动互不影响，可以分开建模分析，以便得到用于步态设计和控制规律综合的双足步行机器人模型^[16]。正是借鉴于前人研究的建模法，对双足步行机器人的前向模型和侧向模型分开建模。(www.daowen.com)

迄今为止，对双足步行机器人的基本研究思路可以分为基于仿生学原理和基于动态控制原理两种类型。这两种不同思路的研究方法在双足步行机器人的步态设计和规划中都有广泛应用。