Pendulum terbalik merupakan sistem yang non-liner, dimana sistem ini dapat bergerak maju dan mundur untuk mempertahankan posisi tegak lurus pada massa pendulum yang dipasang terbalik. Telah banyak dilakukan penelitian pada pendulum terbalik ini, salah satunya adalah dibidang kontrol yang secara umum menggunakan kontrol PID untuk menjaga posisi seimbang massa pendulum terbalik. Namun demikian, ditemukan kelemahan yang cukup signifikan yaitu terdapat gerakan osilasi yang cukup besar pada saat robot bergerak untuk menjaga keseimbangan, dan juga osilasi pada saat hampir mencapai posisi maksimal kemiringan pendulum. Oleh karena itu, pada proyek ini digabungkan kontroler fuzzy dan PID untuk meminimalisir gerakan osilasi tersebut. Input dari pergerakan robot ditentukan oleh data yang dihasilkan sensor accelerometer dan gyroscope pada saat mendeteksi sudut kemiringan pendulum terbalik. Data mentah sensor accelerometer dan gyroscope ini difilter dengan Complementary Filter untuk mendapatkan hasil pembacaan data sensor yang lebih stabil, noise yang kecil dan data pengukuran yang lebih akurat. Data yang sudah difilter diinputkan ke kontrol Fuzzy dan PID, dimana besaran output masing-masing kontroler adalah 50% untuk memperoleh pergerakan roda penggerak robot pendulum terbalik yang lebih halus pada saat menyeimbangkan diri. Dari hasil percobaan, kinerja kontrol Fuzzy-PID mampu mengontrol posisi seimbang robot pendulum terbalik dengan menghasilkan respon pergerakan motor yang lebih halus berdasarkan output sensor yang stabil. Robot pendulum terbalik ini membutuhkan estimasi waktu ±15-20 detik agar memperoleh posisi seimbang dan tidak bergerak.