在近代汽车开发过程中,越来越多地通过模拟和仿真技术进行试验。这不仅可以大大减少在初期阶段的场地测试,同时在安全、节能方面都有着无可比拟的优势。然而只是通过软件模拟会忽略驾驶行为中非常重要的一环——驾驶员。为了在汽车开发过程中将驾驶员引入在环,汽车驾驶模拟器得到了快速发展,通过驾驶模拟器来研究相关问题逐渐成为未来汽车发展的一个非常有前途的技术手段。随着车辆电子控制和智能系统的飞速发展,市场上行成了各式各样的驾驶模拟器。大型的驾驶模拟器其购买、使用及维护成本均比较高,使得其应用始终不够普及。然而在汽车开发、设计、改进和训练等环节都涉及到以汽车驾驶模拟器作为工具来进行研究,所以研究小型驾驶模拟器整体上是符合未来汽车开发过程的大趋势的。低成本作为小型驾驶模拟器的一个优势,在设计过程中也是一个边界约束条件。成本较低同样会带来一系列的问题。比如,处理器和运算器性能有限,这制约了汽车动力学模型的复杂程度,太复杂的模型无法在要求时间内完成解算;而低成本使得在反力矩执行机构性能受到约束,控制效果不够理想。在驾驶模拟器上进行驾驶和转向操作时,驾驶员需要通过转向力矩反馈获得必要的“路感”。成本问题直接导致了小型驾驶模拟器上一个核心的问题仍然未解决,那就是高保真的手感模拟。本文便是结合上述问题进行小型驾驶模拟器开发及其转向力矩反馈系统研究的。对驾驶模拟器的开发包括了系统架构、机械结构及硬件开发。在此基础上,建立了基于结构建模的简化转向系统模型,在保证精度的前提下有效提升动力学系统的解算时间,降低系统延迟。同时,针对被控对象设计控制策略,使得控制参数可以在线实时调整,提升系统响应。在基于快速原型的硬件在环联合仿真平台上对本文所开发的驾驶模拟器及其力矩反馈系统进行性能验证。