二轮自平衡移动机器人在狭小空间中具有较高的适用性,是一种典型的欠驱动系统。文章研究了二轮自平衡机器人的动力学建模方法,完成了控制系统设计,基于Simulink实现了二轮自平衡机器人仿真和控制程序一体化设计,缩短了开发周期。设计了以STM32单片机为核心的二轮自平衡机器人控制器,基于Simulink编程方式实现了机器人的直立和行进控制。经仿真和实际测试表明,该二轮自平衡机器人能够较好地控制车体保持平衡状态,具有较强的稳定性。