智能仿生人工腿是机器人学和生物医学工程学领域一个备受关注的研究课题，它最优秀的特点是能够模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化。开展该项目的研究对改善残疾人的生存条件和促进我国医疗福利事业的发展具有重要的意义。 智能仿生人工腿的摆动是依靠膝关节内一个空压气缸的活塞的伸缩来实现的。空压气缸尾部有一个电机可以控制气缸内一个针阀的开度，改变针阀开度可以调节膝关节弯曲和伸展的阻尼，从而达到改变人工腿摆动速度的目的。以前研制的智能人工腿，在三个方面存在不足：第一、用于控制气缸内针阀开度的控制器采用的是由步进电机所构成的开环系统，位置精度不高；第二、它的CPU多采用8位或16位的单片机，运行速度不能满足高级算法的需要；第三、原裸机系统开发难度大，可扩展性差。 针对以上不足，提出了基于嵌入式系统的智能仿生人工腿CIP-ⅠLeg控制器解决方案。在硬件实现部分，选用基于ARM内核的嵌入式芯片S3C44BOX作为嵌入式系统的主控CPU，用一片SST39VF160组成了控制器的Flash存储器系统，一片HY57V641620组成了SDRAM存储器系统，为运行嵌入式操作系统提供了硬件平台。在软件实现部分，uClinux由于其内核精简而高效、可修改性和可移植性被选作为嵌入式系统的操作系统。软件设计包括开发环境的建立、BootLoader引导加载程序的实现、内核的配置与移植、设备驱动程序和应用程序的开发与移植等。另外，将步进电机改为直流伺服电机，设计了一个具有位置、速度和电流反馈的三闭环控制系统，用于控制针阀的开度，并采用改进的ACS算法对非线性PID控制器参数进行优化，这些控制策略的改进提高了智能仿生人工腿步速调整的快速性和准确性。 本文所做的研究是对智能仿生人工腿CIP-Ⅰ Leg的首台原型机的控制系统进行的一次改进设计，对CIP-ⅠLeg的产品化具有较高的实用价值。