不同于常见的电动车车轮前后排列的形式,两轮自平衡电动车采用两轮平行排列的形式,具有体积小、转向灵活、结构简单等优点,可以在复杂的环境下工作,在军事方面以及民用方面都有着广泛的应用前景。正是由于两轮自平衡电动车特殊的结构,导致其运动过程可建模为一个自然不稳定、强耦合、非线性的系统,因此对于两轮自平衡电动车的控制系统研究有着十分重要的价值。本文做的主要工作如下:(1)总结了国内外两轮自平衡电动车的研究现状,介绍两轮自平衡电动车的工作原理,分析了两轮自平衡电动车的物理学方程,建立了非线性模型。(2)针对使用陀螺仪会存在漂移而加速度计容易受干扰的问题,本文采用对陀螺仪与加速度计的数据进行卡尔曼滤波融合的方式得到精确的角度信息。在不同的工作环境和驾驶者操控下,两轮自平衡电动车系统的参数会有所不同,而常规的PID控制算法存在快速性和超调性之间的矛盾,本文设计了基于模糊PD控制算法与自抗扰控制算法的两轮自平衡电动车控制策略。(3)基于以上理论,设计了包含控制电路、驱动电路、传感器电路的两轮自平衡电动车的控制系统硬件,实现控制算法的程序编写和MATLAB仿真。(4)搭建两轮自平衡电动车的整体系统,进行实地实验验证了控制系统的有效性和可靠性。