载人平衡车是一种靠电能提供能源，能够载人直立平衡行走的交通工具。随着社会的发展，公共交通的拥堵也成为普片现象，越来越受到人们的关注。载人平衡车由于其体积小巧轻便，适用能力强，能够有效缓解交通压力。一款性能优良的载人平衡车，不仅仅是为你代步，而且能够让您享受自由穿梭于闹市的轻松与快乐。它节能、环保，非常适用于短途驾驶。在环境污染日益加重的今天，作为绿色环保的交通工具，也越来越受到人们的欢迎。所以伴随着社会的进步，平衡车将逐步取代自行车和电动车。它也必将给交通的运行方式带来新的变化和契机。本文以两轮载人平衡车为控制对象，设计了载人平衡车的自动控制系统，实现了载人平衡车数学模型的建立，硬件系统的设计和软件系统的编程。载人平衡车是两轮结构，使得它在静止和非控制状态下是一个不稳定的系统。但可以根据一级倒立摆的控制策略，采用高速处理芯片对其进行控制，使它处在一个动态平衡的稳定系统。由于载人平衡车具有不稳定的特性，所以本文建立数学模型对其进行分析和验证。本文利用拉格朗日方程建立了两轮载人平衡车的动力学模型，在得到其精准数学模型的后，采用泰勒展开对模型进行线性化，得到其线性化模型。在实际制作过程中，陀螺仪和加速度传感器采集回来的数据具有较大的扰动，采用了卡尔曼滤波对其进行了角度融合，得到了理想的反馈角度。在电路设计中，设计制作了高效的电机驱动，并且设计制作了测速、转向和电流检测等电路。编写了传感器采集程序、角度融合程序、算法程序和其他一些辅助程序。并用PID算法对其进行控制。在实际验证中，得到很好的控制效果。