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由于两轮自平衡机器人具有占地小、可零半径转弯等特点，该类机器人被广泛用于个人交通工具和机器人移动平台。当两轮自平衡机器人快速转向时，由于重心较高，机器人受离心力影响容易侧向倾覆。针对两轮自平衡机器人转向稳定性进行了分析，在此基础上为传统两轮自平衡机器人增加了摇摆自由度。利用摇摆自由度，机器人可以在转向时主动配置重心位置，进而提高了机器人转向稳定性和安全性。在建立机器人动力学模型基础上，设计了摆动自由度控制器，并通过实验验证了可行性而有效性。