本发明公开了一种平衡车系统及其控制方法，根据平衡车系统的姿态信号的差分方程模型和漂移误差模型，建立扩展卡尔曼滤波的状态方程以及永磁直线电机的数学模型；利用二阶动态Terminal滑膜对永磁同步电机进行驱动；运用粒子群算法对双电机系统中跟踪控制器，同步控制器、消隙控制器参数以及切换函数同时优化。本发明实现了对平衡车在传感器采集的信号存在较大的噪声和零位漂移误差；鲁棒性差；有刷电机的结构复杂、故障多、维护工作量大、寿命短、换向火花易产生电磁干扰，以及在平衡车运行过程中出现抖动、偏差过大、安全性低等问题的解决。