随着中国国民经济和科学技术迅猛发展,人们生活水平不断提高,汽车作为代步工具,普及率逐年提升,人们也越来越重视汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶安全性,而转向系统作为组成汽车结构的重要部分,对其进行系统研究也非常必要。经过多年的迭代开发,汽车转向系统已从原始的机械系统,逐步发展到现今普遍应用的电动助力转向系统(Elevtric Power Steering,以下简称EPS),与其它转向系统相比而言,EPS系统可以按照汽车不同行驶工况,来提供相应的助力,从而能够更好地处理转向轻便性和路感的关系。本文首先系统分析了 EPS的结构和工作原理,依据动力学规律,分别建立方向盘及转向输入轴、扭矩传感器、转向输出轴的数学模型,并在Matlab/simulink中搭建了相应的仿真模型。其次,选择结构简单,可靠性较强的永磁同步电机作为EPS系统的助力电机,同时探究了永磁同步电机的工作原理,分析了不同坐标系下永磁同步电机的数学模型,并且采用响应迅速、抗干扰能力强的直接转矩控制作为电机的驱动算法,以此在Matlab/Simulink软件中建立了电机的仿真模型,并通过转矩和转速模拟实验,验证了所搭建的电机模型的有效性。再次,研究了 EPS系统的上层控制策略,并将基本助力控制策略作为重点研究对象。通过对直线型、曲线形以及折线型3种典型的助力特性曲线的特征进行分析后,选择结构相对简单,便于设计的直线型曲线来进行设计,通过相关方程式确定曲线各参数。最后,本文对整车模型的组成进行了分析,在CarSim软件中对车体尺寸参数、汽车轮胎参数和悬架参数进行设置,搭建整车仿真模型,通过CarSim软件与Matlab/Simulink软件之间的数据交互,建立联合仿真环境,进行了转向瞬态响应仿真实验和转向轻便性仿真实验。