在汽车技术的研发过程中,利用驾驶模拟器进行驾驶员在环试验具有安全性好、可靠性高、研究方便、成本低等优点,已经成为非常重要的一种试验手段。转向系统是驾驶模拟器的关键组成部分,承担着实现驾驶员转向意图和反馈给驾驶员轮胎与路面接触信息两方面的功能,直接影响到驾驶模拟器的试验效果,因此对驾驶模拟器转向系统的路感模拟和回正控制进行研究具有十分重要的意义。本文依托于课题组的驾驶模拟器项目,对其转向系统进行设计。对转向系统进行了总体设计,确定采用力矩电机作为执行机构的设计方案,并对主要部件进行选型。采用动力学建模法建立了方向盘反馈力矩模型,包括转向系统模型、轮胎回正力矩模型和转向助力矩模型。针对高速行驶时路感不清晰、转向系统无机械限位装置、颠簸路面行驶时方向盘抖动剧烈、方向盘低速回正不足和高速回正超调等问题,在原有反馈力矩的基础上分别设计了阻尼补偿、限位控制、二级滤波和撒手回正等控制策略。为了使电机能较好地追踪目标控制电流,设计了模糊增量式PID控制算法,实现了对力矩电机的闭环控制。对上层控制器软件进行设计,并基于d SPACE和Car Sim搭建转向系统试验平台,进行了不同工况的试验,结果表明本文设计的转向系统在低速行驶时能保证转向轻便,高速行驶时能提供清晰的路感,有良好的限位效果并且能够有效消除方向盘的抖动,驾驶员可以清晰地感受到方向盘的中间位置,撒手后方向盘可以快速准确地回正,无回正不足和超调,转向系统可以提供合适的路感反馈,满足设计要求。