传统电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)一般选取直流电机,造成整个系统体积大、质量重、功率低等缺点。为了减轻转向系统整体质量,本文采用功率密度大、体积小、效率高的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)作为助力转向电机。此外,选用鲁棒性强、系统响应快的滑模算法对PMSM驱动控制。针对EPS系统上层算法,本文对随速助力特性曲线进行了优化设计,并设计了 EPS系统的软硬件,通过相应的检测实验验证EPS性能。建立三相静止坐标系PMSM数学模型,并通过Clark及Park变换简化其数学模型,方便后续控制算法的研究。提出可变增益滑模鲁棒控制算法,将系统状态变量及系统外部干扰与切换增益相结合,实现切换增益的自动调整,能够降低系统抖振。此外,通过调整鲁棒系数,可克服系统外部干扰,使系统鲁棒性增强。同时,设计Lyapunov函数,证明系统稳定性。此外,在Simulink中搭建仿真模型,将本文算法与传统PI算法比较,通过仿真实验验证本文算法的有效性。介绍了三种EPS助力特性曲线,并通过综合比较分析,采用直线型进行随速助力电流设计。为提高随速助力特性曲线的平滑性,使助力电流变化平缓,提高转向手感,采用二次函数曲线代替传统直线型助力特性曲线造成电流突变的部分。此外,构造指数函数对随速助力系数进行设计,得全速范围内的随速助力特性曲线。搭建Simulink模型,并与Carsim进行联合仿真,仿真结果证明随速转向的轻便性。进行EPS系统控制器软硬件设计,硬件包括扭矩信号、相电流采集、CAN通讯、三相逆变器、AD2S1205芯片外围、转子位置检测电路等。软件包括可变切换增益滑模控制算法、数字滤波、随速助力算法、电机驱动、空间矢量脉宽调制算法及故障检测程序。通过EPS系统综合性能台进行相应的实验,进行EPS性能的验证。三相逆变电路控制死区实验、空间矢量脉宽调制算法扇区判断实验及目标电流跟踪实验验证了 PMSM矢量控制算法及可变增益滑模鲁棒控制算法的有效性。扭矩传感器实验、输入扭矩与助力电流实验及输入输出扭矩实验证明了 EPS随速助力特性,能够有效降低驾驶负担。