自平衡独轮车通常常用届时两个体系原理：倒竖摆体系和陀螺仪原理。倒竖摆体系操控电动独轮车的行进和撤退，陀螺仪体系操控动态安稳平衡，两个体系相互和谐，确保电动独轮车的平衡安稳。
倒竖摆体系是操控体系的一个重要的分支和典型的应用。实际上它能够了解成在计算机的操控下，经过对体系各种状态参数的实时剖析，使体系在水平方向或笔直方向上的位移和视点(角速度)的偏移量操控在答应的规模以内，从而使体系坚持平衡。 倒竖摆操控体系是一个杂乱的、不安稳的、非线性体系，是进行操控理论教学及展开各种操控试验的理想试验平台。对倒竖摆体系的研讨能有用的反映操控中的很多典型疑问：如非线性疑问、鲁棒性疑问、镇静疑问、随动疑问以及盯梢疑问等。经过对倒竖摆的操控，用来查验新的操控办法是不是有较强的处理非线性和不安稳性疑问的才能。同时，其操控办法在军工、航天、机器人和通常工业进程范畴中都有着广泛的用处，如机器人行走进程中的平衡操控、火箭发射中的笔直度操控和卫星飞翔中的姿势操控等。
有才能做到本身平衡是令人吃惊的当地，而这一点也是操作的关键所在。要想弄理解这个体系的作业原理，佳考虑一下制造这个设备的模型——人体。
假如你站起来，向前倾身而失去了平衡，可是你可能不会摔个大马趴。你的大脑晓得你失去了平衡，由于你内耳中的液体移动了位置。因而，它促进你的腿向前迈，防止你跌倒。假如你的身体一向往前歪斜，你的大脑会继续让你的腿向前迈，让你坚持直立姿势。结果是你没有跌倒，而是往前走了，一次走一步。 它的作业原理与此大体相同，不相同的是它有轮子而不是人腿，有一个马达而不是肌肉，有一组微处理器而不是大脑，有一套杂乱的歪斜传感器和陀螺传感器而不是内耳平衡体系。好像你的大脑相同，晓得你什么时候身体向前歪斜。为了坚持平衡，它以恰当的速度滚动轮子，这样你就向前移动了。
动态平衡是一个比较杂乱的疑问了，这里边涉及到物理科学的原理，咱们能够做了解，可是不需要去详尽研讨，究竟咱们仅仅消费者，咱们是玩电动独轮的人，而不是造电动独轮车的人。可是咱们不得不说，使用平衡车，咱们能够做出很多有意思的动作，对于锻炼身体来说，是非常有利的。
