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車模直立行走比賽是要求仿照兩輪自平衡電動車的行進模式，讓車模以兩個后輪驅動進行直立行走。近年來，兩輪自平衡電動車以其行走靈活、便利、節能等特點得到了很大的發展。國內外有很多這方面的研究，也有相應的產品。在電磁組比賽中，利用了原來C 型車模雙后輪驅動的特點，實現兩輪自平衡行走。相對于傳統的四輪行走的車模競賽模式，車模直立行走在車體檢測、控制算法等方面提出了更高的要求。為了能夠幫助參賽同學盡快制作車模參加比賽，競賽秘書處編寫了C 型車模直立行走的參考設計方案。參賽隊員可以在此基礎上，進一步改進硬件和軟件方案，提高競賽水平。
為了適應初學者，方案介紹過程中，盡可能減少公式推導，使用通俗科學的語言介紹控制原理和方法，給出C 型車模制作過程中的核心環節。本文的主要內容如圖1.2 所示。
電磁組比賽要求車模在直立的狀態下以兩個輪子著地沿著賽道進行比賽，相比四輪著地狀態，車模控制任務更為復雜。為了能夠方便找到解決問題的辦法，首先將復雜的問題分解成簡單的問題進行討論。
為了分析方便，根據比賽規則，假設維持車模直立、運行的動力都來自于車模的兩個后車輪，后輪轉動由兩個直流電機驅動。因此從控制角度來看，由控制車模兩個電機旋轉方向及速度實現對車模的控制。車模運動控制任務可以分解成以下三個基本任務：
（1） 控制車模直立：通過控制兩個電機正反向運動保持車模直立狀態；
（2） 控制車模速度：通過控制兩個電機轉速速度實現車模行進控制；
（3） 控制車模轉向：通過控制兩個電機之間的轉動差速實現車模轉向控制。以上三個任務都是通過控制車模兩個后輪驅動電機完成的。可以假設車模的電機可以虛擬地被拆解成三個不同功能的驅動電機，它們同軸相連，分別控制車模的直立平衡、前進行走、左右轉向，如圖2.1 所示。
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