汽车侧翻事故是交通事故中比较常见的一种,但带来的严重危害远大于一般的交通事故。为了降低车辆侧翻的概率,需要设计先进的防侧翻装置。侧翻的发生往往是由于车速过快或转向过度导致,所以转向系统性能对车辆的侧翻稳定性非常关键。本文在传统转向系统的基础上,提出了一种新型的转向技术——半主动转向。它最主要的特点是把传统的高刚度扭杆替换为低刚度的柔性扭杆,这样电机可以很容易调整输出轴的角度,实现可变的转向传动比,提高了车辆稳定性,起到防止车辆侧翻的目的。论文研究了传统转向系统的特性,助力转向系统的电机控制方式,通过理论推导、数学建模、Matlab软件分析计算,获得了两种转向系统主要动态性能分析结果。在此基础上,提出了一种新型的半主动转向系统,着重对半主动转向的结构和工作原理进行了阐述,设计了其关键部件柔性扭杆的要求和整体结构图。研究了车辆的防侧翻理论,基于此理论利用Amesim和Simulink混合编程的方式编写了半主动转向系统电机的控制算法并进行了仿真计算,证实了该转向系统和控制算法能有效地提高车辆操纵稳定性,防止车辆侧翻。对半主动转向控制算法进行了优化,采用了差动制动与半主动转向联合控制的方法,取得了最优控制的目的。通过搭建半主动转向防侧翻平台,利用Labview硬软件设备进行了实验研究,取得了与理论及仿真计算一致的效果。本文设计的半主动转向系统、电机控制策略、软件仿真及实验数值分析的结果,对车辆防侧翻工作有很大的参考价值。