电动助力转向系统是汽车转向系统发展的趋势,其研究涉及传感器、微电子控制、计算机控制、嵌入式系统设计、电力传动控制技术、非线性控制理论、智能控制理论、汽车工程以及机械设计等多学科领域,真正体现了未来汽车的机电一体化设计思想。本文对应用于中型轿车的小齿轮电动助力转向(P-EPS)系统进行了仿真研究,设计了电子控制单元(ECU),并在此基础上进行了台架实验。本文首先应用半物理模型仿真软件AMESim建立了P-EPS系统的模型,对模型的正确性进行了测试,并给出了测试结果。随后对P-EPS系统的静态与动态特性进行了研究,为以后建立P-EPS系统的控制策略打下了基础。汽车行驶时的状况非常复杂,需要根据不同的行驶状况建立完备的控制策略满足转向系统舒适、安全、可靠的要求。本文建立了三种控制两种补偿的控制策略。三种控制分别是助力控制、主动回正控制、阻尼控制,两种补偿是惯量补偿和摩擦补偿。助力控制为驾驶员提供转向助力;主动回正控制增加转向系统的回正能力,P-EPS系统中引入了新的传感器,使得电机能够在一定情况下主动产生力矩协助转向系统回正,增强了回正能力;阻尼控制用来增强汽车行驶的稳定性。此外摩擦补偿与惯量补偿用来弥补由于系统摩擦及电机惯量影响造成的系统响应慢、随动性变差等缺点。电子控制单元(ECU)是P-EPS系统的核心部件,是控制策略实现的软硬件基础。本文使用摩托罗拉公司专为汽车电子生产的16位数字信号处理器DSP56F8323作为ECU的微处理器。此外介绍了ECU的信号采集处理电路、电机驱动电路、故障保护电路的设计思路。在Metrowerks公司提供的开发工具CodeWarrior IDE与Processor Expert(PE)基础上进行了软件程序的开发,给出了程序的流程图及设计思路。最后,介绍了P-EPS系统实验台架的设计,并给出了控制器的实验台架实验结果。对控制器的助力特性、回正特性和电机跟随性进行了测试。