摘要：两轮直立车传统单回路PID闭环算法实现简单,成为常用的基础算法,但直立车系统具有非线性、欠驱动、高阶次、自然不稳定等特点,单级PID不能实时有效地进行调节,且由于直立环与速度环并联产生耦合,导致在车速较高时该方法的控制不稳定。针对这一问题,采用比值法、四元数-互补滤波法和平均速度法提高车辆和环境信息的准确度,并设计了串级行驶和串级转向PID控制系统。经过实际调试和与传统方案的数据对比分析,结果显示,两轮直立车在平衡保持跟踪和循迹方面的稳定性、抗干扰能力以及控制精度都获得了较大提升。