本文研究了两轮同轴自动平衡载人小车的原理及制作过程。所谓两轮同轴自动平衡载人小车是指使用者要双脚站在由两个轮子支撑的平板上，抓牢类似自行车的手柄，保持站立姿势，小车自身具有平衡功能，人在适应小车的平衡后，便可行走自如。其原理是：小车装有独立电机驱动的双轮，电机在控制器的控制下可正反调速转动，控制器接受陀螺仪和倾角传感器的组合信号，控制器始终维持小车的动、静态平衡。正因如此，小车在操作时不再需要刹车装置，当驾驶者身体前倾时，小车前进；当驾驶者身体直立时，小车停止。小车运用动态平衡的原理，当身体移动时，动作中的重心会不断改变，并达到平衡。就如同人体站立前倾时会失去平衡，但人体生理平衡器官会告知大脑这一情形，并由大脑下达移动脚步的指令以维持平衡。小车用轮子取代了脚的功能，复制了人类高精密的平衡动作。 按照制作的顺序分别介绍了两轮同轴自动平衡载人小车的几个部分：电机驱动的原理和实施方案；角速率陀螺信号的读取；倾角传感器信号的读取及使用条件；转速测量的仪器和方法；多种滤波算法包括卡尔曼滤波在内的原理和使用效果；PID控制仿真过程：整体结构；最后对现阶段的问题和今后的改进方向作了阐述。本实验成功实现了对两轮同轴自动平衡载人小车的设计、组装、控制及调试，并最终以实物的形式提交成果。