汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、机械液压动力转向系统,到电控液压动力转向系统,直到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向(Electric Power Steering System简称EPS)等几个阶段。EPS是汽车动力转向的发展方向,相比较于以往的转向系统有安全、环保、节能、装置灵活、调整简单等优越之处。EPS在国外已经成功应用于很多车型上,目前国内的研究开发还处于发展阶段,近年来一直是国内汽车转向的研究热点,具有广阔的应用前景。本文论述EPS的特点、工作原理、结构组成;通过对汽车EPS的动力学、运动学和转向系统的负载特性分析,建立了机械转向系统和EPS数学模型,分析了EPS系统机械参数对系统特性的影响;并对EPS的稳定性能进行了分析,对助力特性进行了理论上的分析,探讨了直线型助力特性特征参数的确定方法。EPS是一个多输入多输出系统,传感器故障会导致控制系统的性能变差,所以要保证系统性能必须使闭环系统具有鲁棒性。在数学模型和助力特性研究基础上,根据汽车运行过程中转向工况,设计了基于完整性的被动容错控制系统。最后,对容错控制算法进行了仿真分析。基于ARM单片机开发了具有故障诊断功能的EPS系统。系统硬件由电动机驱动电路、代码显示电路、传感器接口、报警灯与离合器驱动电路等组成;系统软件以CodeWarriorIDE调试环境为基础,采用C语言编程技术,包括助力控制程序模块和故障诊断程序模块。通过试验验证了系统功能。