在MIT cheetah的controller中共有10运动状态（运动模式），分别为：PASSIVE、JOINT_PD、IMPEDANCE_CONTROL、STAND_UP、BALANCE_STAND、LOCOMOTION、RECOVERY_STAND、VISION、BACKFLIP、FRONTJUMP。每种运动状态分别对应了一种机器人运动模式，例如奔跑LOCOMOTION、后空翻BACKFLIP、平衡站立BALANCE_STAND、关节运动JOINT_PD等。在工程代码中，每一种运动状态的控制都对应了一个类，这些类都继承自 FSM_State，因此使用了多态的程序设计思想。每一种运动模式都重写了FSM_State中的五个函数分别如下：

 virtual void onEnter()
 virtual void run()
 virtual FSM_StateName checkTransition()
 virtual TransitionData<T> transition() 
 virtual void onExit()

这五个函数主要用于机器人的运动状态转移和运动控制。

OnEnter：机器人从一个状态进入新的状态时，会调用新状态的onEnter函数，初始化相关位置信息。

checkTransition()：检查外部输入状态，是否发生新的运动控制模式转变。

Run()：机器人处于当前状态的运动下，会周期调用run()，运行相关控制算法产生控制指令。

Transition()：机器人从一个状态转移到另一个状态时，会重复调用transition()，直到完成运动状态的切换。

OnExit()：机器人退出当前运动状态时，会调用onExit()函数，其实就是一个空函数。

其中关键控制算法的实现和控制指令的输出都在run函数中。

如下图所示，是机器人所有的运动模式，在不同的运动模式下，相关核心算法函数都是在右侧的run()中被调用。

可以看出，主要用到的算法模块包括：

1. 在腿部swing阶段，采用了基于3阶贝塞尔曲线的机器人腿部末端轨迹规划，规划算法在computeSwingTrajectoryBezier函数中实现，使用了阻抗控制就行了轨迹的跟踪控制。

2. 机器人腿部的凸MPC控制，在ConvexMPCLocomotion::run(data)中实现。

3. 基于机器人动力学的前馈补偿，计算腿部关节力矩，作为力矩前馈项加入到电机控制中，以此增加机器人在swing阶段的腿部反应速度，同时在stance阶段计算腿部末端力的位置方向及大小。动力学的中间计算数据在函数WBC_Ctrl::run(wbc_data, data)中有实现。

以上算法模块主要是在LocoMotion中被调用，也就是机器人奔跑模式下。

4. ComputeCommand()

主要在前空翻FrontJumpCtrl和后空翻BackFlipCtrl两种运动模式中被调用，是一种固定的轨迹规划，预配置和规划好关节行为，然后更新参数包括前馈的关节转矩、关节速度、关节位置及关节位置环的PID参数kp，kd。每个控制周期更新的控制参数都是采用matlab提前算好的，在代码中的体现是直接从config/mcflip.dat和config/front_jump_pitchup_v2.dat中读取的规划控制参数。

5. setContactPhase(contactState) -> BalanceStandStep()

主要在平衡站立模式BalanceStand下被调用，平衡站立模式的控制指令输入主要有pBody_RPY_des和pBody_des，也就是机器人的期望姿态以及期望的机器人本体的位置高度，这些指令将会被输入到WBC_Ctrl中进行机器人的运动学和动力学计算，此时机器人需要维持机器人本体的高度和姿态，保证机器人的身体平衡

控制核心模块大概就是上面这几种了，其它主要用到了机器人关节的位置控制模式。

在外部输入状态cmd_sts作用下，机器人运动状态转移状体机如下所示：

机器人从当前运动状态transition到另一个运动状态下的状态机如下图所示：