Damit keine Mißverständnisse entstehen: Den SOLLwinkel gibt man beim balancierenden 2-Rad Roboter im Programm vor, man muß ihn also nicht messen. Beim manntragenden Fahrzeug könnte man ihn z.B. mit einem Poti o.ä einstellen, muß aber nicht.
Da dachte ich mir, dass man den Roboter erst mal einfach in der gewünschten Position (Gleichgewicht) festhält und den dabei aktuellen Wert als Sollwert speichert.

Die Frage nach dem sinnvollen Aufwand kann man natürlich nicht so einfach beantworten.
Mit sinnvollem Aufwand habe ich auch eher das gemeint, was du als "hinreichend" bezeichnest. Mir ging es erst mal mehr darum, dass man die Messwerte nicht genauer und öfter erfasst als man sie im Regelalgorithmus überhaupt einfliessen lassen kann und in dem Algorithmus nicht mehr macht als die Mechanik überhaupt hergibt.

Ich gehe da etwas mehr von bestehenden Systemen aus. Wenn man z.B. dem Asuro balancieren beibringen will hat man ja weniger Möglichkeiten und andere Randbedingungen, als wenn man den Roboter von vorneherein aufs Balancieren hin konzipiert.

Will man möglichst wenig Sensoren und ein simples Regelungsprogramm einsetzen, kann man ein robustes und gegen Parameterschwankungen unempfindliches System nicht erwarten.
Klar, aber man braucht ja auch seine Erfolgserlebnisse Bild  
Wenn mans erst mal geschaft hat, dass das Ding eine Weile rumeiert ohne umzukippen, kann man ja immer noch optimieren und ausbauen, oder auf Basis des gelernten noch mal von vorne anfangen.