线控转向(Steering-by-wire,简称SBW),取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系统的各种约束限制,可以自由设计汽车转向系统的力传递特性和角传递特性,给汽车转向特性带来很大的设计空间,是汽车转向系统的重大革新。但是,目前线控转向还没有达到传统机械转向系统和液压、电动助力系统的可靠程度,因此,硬件在环实验台在开发线控转向系统中是不可或缺的。本文在设计了实验台总体方案基础上利用NI公司的LabVIEW软件和CompactRIO硬件搭建了线控转向硬件在环实验台,为以后对线控转向系统的硬件开发和算法研究奠定了基础。围绕线控转向硬件在环仿真系统的两个重要研究内容—整车动力学模型和控制算法,做了以下工作:(1)建立了便于转向研究的整车2自由度模型,并设计了能改善车辆稳态响应的3种理想传动比模型。(2)对线控转向上层控制策略的两个方面,转向盘回正力矩模拟和目标前轮转角决策,进行算法设计和离线仿真研究。利用方向盘的转角和车速直接计算目标回正力矩并对模型进行了离线仿真,结果表明利用提出的回正力矩模型计算得到的回馈力能够满足路感要求。采用横摆角速度反馈控制和全状态反馈控制两种控制策略分别确定目标转角,并进行离线仿真,结果表明横摆角速度反馈控制可以改善车辆横摆角速度的响应,但无法对侧偏角控制,而全状态反馈可以同时改善车辆横摆角速度和侧偏角响应。(3)采用V开发模式对线控转向前轮转角控制进行研究。首先利用LabVIEW系统辨识工具包获得实验台前轮转角系统的数学模型。接着对转向电机的控制设计了PID控制系统和最少拍无波纹随动控制系统,并进行离线仿真和硬件在环试验测试。仿真和试验结果都表明:PID控制,算法简单,可靠性好,基本满足转向执行电机控制要求;最少拍无波纹随动控制,电机跟随性能更好,响应更快。