Bài báo trình bày một phương pháp thiết kế và điều khiển robot hai bánh tự cân bằng. Việc thiết kế tập trung chính vào việc mô tả phần cứng, xử lý tín hiệu, thuật toán lọc bù và thiết kết bộ điều khiển PID mờ tự hiệu chỉnh thông số. Mục tiêu của bài báo là cân bằng robot đồng thời điều khiển vị trí và góc nghiêng bám theo tín hiệu tham chiếu. Bộ điều khiển được đề nghị gồm hai vòng điều khiển. Vòng điều khiển thứ nhất gồm hai bộ điều khiển PD mờ điều khiển cân bằng robot tại vị trí tham chiếu. Vòng điều khiển thứ hai sử dụng một bộ điều khiển PID tự hiệu chỉnh thông số điều khiển góc xoay của robot. Bộ điều khiển được chạy thời gian thực trên Kit STM32F4 Discovery sử dụng hệ điều hành thời gian thực freeRTOS. Kết quả thực nghiệm cho thấy bộ điều khiển đề nghị đã hoạt động tốt trên hệ thống nhúng và cho đáp ứng nhanh, cân bằng tốt, ổn định.