两轮自平衡智能车可看做直立机器人雏形,较传统轮式移动机器人在应用领域面临复杂环境和处理多任务中具有较大优势,在控制过程中将其看做综合复杂非线性的自平衡系统,更具有理论意义。因此,直立机器人是现代智能机器人研究的热点之一。本文以直立智能车的运动控制为背景重点研究了以下方面问题。(1)对直立智能车的自平衡控制模型进行了研究,通过直立智能车的动力学平衡方程分析及简化推导,建立了智能车运动控制的模型。(2)以Freescale公司的MK60DX256ZVLQ10处理器为控制核心实现了直立智能车的硬件电路,同时对智能车的机械结构进行了设计。(3)对陀螺仪、加速度计等惯性传感器进行了研究,采取简易互补滤波算法进行加速度计和陀螺仪的车体姿态信息融合,得到可靠的倾角以及角速度等信息。(4)将PID算法应用到自平衡小车控制系统中,通过参数调整对智能车平衡、速度、方向进行有效控制。通过对系统的各功能模块测试和整机实验,设计的直立智能车性能稳定,抗干扰能力强,可以完成速度调节,角度调节,方向调节等功能。