轿车主动转向系统研究转向轻便性和灵敏性是汽车转向系统设计中需要协调考虑的问题。转向轻便性要求驾驶员施加到方向盘的转向力要小,方向盘转动的总圈数要少；而转向灵敏性则要求在驾驶员进行转向操作时汽车转向轮的响应要迅速,车辆的动态响应要合理。在转向过程中将转向力矩与转向角度之积称为转向功,因此改变转向功的途径分为两种：(1)提供转向助力矩,减小驾驶员施加的方向盘力矩；(2)提供叠加转向角,减小需要驾驶员提供的方向盘转角。主动转向系统就是以提供叠加转角的方式来改变转向功。本文在阅读了大量国内外文献的基础上,介绍了主动转向系统中单、双行星齿轮和谐波齿轮变传动比机构的结构特点和工作原理；在主动转向可变传动比机构中单行星齿轮机构传动效率较低,谐波齿轮机构对工艺要求较高。因此,选择双行星齿轮机构作为变传动比机构,对其进行运动学分析,建立变传动比模型,推理论证其变传动比特性。本文介绍了轮胎力学的基本知识,理论推导了汽车在车辆固定坐标系和地面坐标系下的转向动力学方程,研究了汽车参数变化对横摆角速度增益和侧向加速度增益的影响；在不同传动比下,对汽车转向操作的稳态响应进行研究,通过仿真曲线的对比可以看出：低速转向时,转向系统传动比小,汽车的转向响应迅速,横摆角速度增益在一适宜范围内,随着传动比的增加低速转向响应变慢,灵活性降低；高速转向时,转向系统传动比小汽车的侧向加速度增益大,汽车不稳定,随着传动比的增大,横摆角速度增益和侧向加速度增益逐渐下降,汽车转向安全性有所提高。传统汽车无法同时兼顾高低速对转向系统的要求,因此,提出了研究转向系统变传动比的必要性。从汽车转向的稳态响应与转向系统传动比的关系出发,研究主动转向系统的角传动比控制策略,设计了理想变传动比曲线以及执行电机的力矩控制方式；在确定变传动比的上下限时,综合考虑了汽车的运行工况,汽车在市内运行时其速度低,为了满足驾驶员适宜的转向灵敏度,其传动比不应过大；高速时,考虑到转向安全性其传动比不应过低；综合考虑汽车转向时的横摆角速度增益和侧向加速度增益设计了理想传动比曲线,在理想传动比的基础上,加入传动比的上下限,通过曲线拟合的办法得到转向系统变传动比曲线。通过等效原理,将车轮、转向柱的转动惯量和转向齿条的平动质量等效为电机轴上的转动惯量,建立叠加转角模型,根据车辆的行驶状态通过变传动比曲线得出电机转角。借助于计算机仿真软件Matlab/Simulink对主动转向进行低速、高速多工况仿真研究。将仿真结果与传统汽车的仿真结果进行对比。对比显示：低速操作时具有主动转向系统的汽车侧向位移比传统汽车的侧向位移大,且横摆角速度响应迅速,在低速大转弯时,方向盘转动的总度数减少,转向灵活性增强；高速转向时,具有主动转向系统的汽车侧向位移比传统汽车的侧向位移小,侧向加速度也有所减小,高速时驾驶员误操作所引起的车辆路径变化小,从而降低了在高速路上与其他车辆相撞的危险性,高速行驶安全性有所提高。