Der einfachste Regelalgorithmus besteht aus einem P-Regler. Man gibt einen SOLLwinkel, z.B 0° (senkrecht) vor, mißt den ISTwinkel und bildet die Differenz. Angenommen diese ist positiv, wenn der Roboter nach vorn geneigt ist. Dann wird diese Differenz verstärkt und als Steuerspannung an die Motoren gegeben, so daß diese das Fahrzeug nach vorne bewegen
Hierzu würde es dann ja reichen den SOLLwinkel relativ genau zu messen, beim ISTwinkel müsste die qualitative Erfassung (grösser oder kleiner) ausreichen.
Interessant wäre dann die Abschätzung wie genau der SOLLWinkel gemessen werden muss und welche Rolle die Positionierung des Sensors im Rahmen dieser Toleranz spielt.

Eine Lösung ist tatsächlich, statt des linearen P-Reglers in der Form y= a x einen nichtlinearen, z.B y = x^2 zu verwenden.
Bei dieser Variante wäre dann interessant, wieweit man die Nichtlinearität sinnvoll in die Steuerung einfliessen kann.
Dabei dürfte die Trägheit des Antriebsmotors eine wesentliche Rolle spielen. Wenn man von einem gegebenen System, z.B. dem Asuro ausgeht, werden die kleinen Getriebemotoren der Ansteuerung sicher nicht beliebig genau folgen.
Interessant ist also wie oft es überhaupt innerhalb einer Periode sinnvoll ist die Ansteuerspannung für die Motoren zu ändern, was dann wiederum die sinnvolle Messgenauigkeit mit der man den ISTwinkel erfassen muss beeinflusst.

Prinzipiell sollte man ja niemals mehr Aufwand betreiben als unbedingt nötig.
Da hier viele Grössen, z.B. Motorkennlinien, der genaue Schwerpunkt, Messgenauigkeit usw. nur sehr schwer zu ermittleln oder sogar nur grob abschätzbar sind, finde ich es in diesem Fall besonders interessant gleich im Vorfeld erst mal zu sondieren welche Genauigkeit und welcher Aufwand überhaupt noch Sinn hat.

Ein zu genau abgestimmter Regelalgorithmus hätte auch den unschönen Nachteil, dass man ihn bei jeder kleinsten baulichen Veränderung wieder neu anpassen müsste. Das wäre beim Asuro noch zu verschmerzen, aber bei einem anderen Roboter den man noch weiter ausbauen möchte ziemlich lästig.

Schön wäre natürlich auch, wenn man einige Werte, z.B. die günstigste ansteuerung für die Motoren empirisch ermitteln könnte und den Regelalgorithmus nach baulichen Veränderungen vielleicht sogar nur neu kalibrieren müsste.

Wenns schon Roboter gibt die selbstständig das Laufen lernen, wäre es in diesem Fall hier eine Überlegung, ob sie nicht auch selbständig balancieren lernen könnten.