1、利用内部的陀螺儀和加速度傳感器檢測車體姿态的變化，并利用伺制系統，精确地驅動電機進應的調整，以保持系統的平衡。
運作原理主要是建立在一種被稱爲“動态穩定”的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力。以内置的精密固态陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀态，透過精密且高速的中央微處理器計算出适當的指令後，驅動馬達來做到平衡的效果。
增強電動平衡車平衡能力的部件：1、利用電機來加強改進平衡：在此基礎上，自平衡電動獨輪車加以改進，靠電機驅動的，采用陀螺儀與驅動電路控制保持不倒。
把身體向前傾斜就可以啓動。速度則是由身體的傾斜程度來控制的，想要加速則向前傾，減速則向後傾。抛開人的主動操控，獨輪平衡車保證正常工作一定離不開加速度傳感器和角速度傳感器（陀螺儀）。
2、加速度傳感器：加速度傳感器可以測量由地球引力作用或者物體運動所産生的加速度。隻需要測量其中一個方向上的加速度值，就可以計算出車傾角。
比如使用X 軸向上的加速度信号，車直立時，固定加速度器在X軸水平方向，此時輸出信号爲零偏電壓信号。當車發生傾斜時，重力加速度g 便會在X 軸方向形成加速度分量，從而引起該軸輸出信号的變化。
但在實際車運行過程中，由于平衡車本身的運動所産生的加速度會産生很大的幹擾信号疊加在上述測量信号上，使得輸出信号無法準确反映真正的傾角。因此對于直立控制所需要的姿态信息不能完全由加速度傳感器來獲得。
3、角速度傳感器：陀螺儀可以用來測量物體的旋轉角速度。平衡車上安裝陀螺儀，可以測量車傾斜的角速度，将角速度信号進行積分處理便可以得到車的傾角。
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