兩輪自平衡機器人的控制系統不僅需要實時的傾角信號，還需要角速度來給出控制量。理論上可以通過推導加速度計測得的傾角來得到角速度，但實際上這樣得到的結果遠低於陀螺儀測得的結果，具有動態性能好的優點。
(1)陀螺儀的直接輸出值是相對於敏感軸的角速率，角速率可以用時間積分得到繞敏感軸旋轉的角值。由於系統采用微控制器循環采樣程序獲取陀螺角速率信息，即每隔壹小段時間采樣壹次，因此采用累積法實現積分函數計算角度值。
(2)利用陀螺儀測量角速度信號，通過對角速度積分可以得到角度值。但是，由於溫度變化、摩擦、不穩定力矩等因素，陀螺會產生漂移誤差。但是，無論常值漂移多小，通過積分都會得到無窮大的角度誤差。因此，陀螺儀不能單獨作為自平衡車的角度傳感器。
2.傾斜傳感器的作用
(1)傾斜傳感器中的加速度計可以測量動態和靜態線性加速度。靜態加速度的典型例子是重力加速度，用加速度計數直接測量物體的靜態重力加速度就可以確定傾斜角。
當加速度傳感器靜止時，加速度傳感器只輸出作用在加速度敏感軸上的重力加速度的值，即重力加速度的分量值。根據重力加速度在各軸上的分量值，可以計算出物體在垂直和水平方向上的傾斜角度。
(2)加速度計動態響應慢，不適合跟蹤動態角運動；如果妳期望很快得到回應，那就會引起很大的噪音。再加上其測量範圍的限制，單獨使用加速度計來檢測車身的傾斜度是不合適的，需要和其他傳感器配合使用。
3.原則
其工作原理主要基於壹個叫做“動態穩定性”的基本原理。利用車體內部的陀螺儀和加速度傳感器來檢測車體姿態的變化，通過伺服控制系統精確驅動電機做出相應的調整來維持系統的平衡。