线控转向系统(Steering-By-Wire)由于其取消了转向盘和转向车轮之间的机械连接,不仅使驾驶室的乘坐空间加大,因此驾驶室的设计变得更加自由和灵活,同时转向系统的转向传动比可以任意设计,为进一步的对汽车转向进行主动控制提供了可能。因而线控转向系统必将成为未来汽车转向系统的发展主要方向之一,同时也是当今汽车工程领域研究的热点之一。汽车转向系统大致经历了机械转向系统、液压助力转向系统、电控液压动力转向系统、电动助力转向系统。机械转向系统转向沉重,驾驶员驾驶负担过重。后来发展的几种具有助力特性的转向系统主要目的是为了降低驾驶员的劳动强度。对于转向系统而言,除了实现驾驶员的控制指令之外,还必须有良好的路感要求,即具有良好的转向盘的力特性。在助力转向系统的研究当中,一个主要的难点就是进行转向系统的力特性分析。随着科学技术的发展一些新的控制系统和方法的大量应用,如一些新的传感器在汽车上的使用,线控转向系统也进入了大力的研究和发展阶段。线控转向系统不仅能够实现良好的汽车转向盘力特性,同时还能为汽车的主动控制提供一定的基础,如实时的实现主动转向的功能,与现有汽车装备的稳定性控制系统一起将使得汽车在高速以及极限工况下的安全性能得到极大的提高。但由于线控转向系统的特性原因,如转向盘与转向车轮之间刚性连接的取消,也增大了进行线控转向系统研究的难度。本文利用计算机模拟技术,在建立了汽车整车模型的基础上,进行了在典型工况下的汽车转向盘力特性的分析,系统的研究了某型汽车机械式转向系统的转向盘力特性。利用得到的汽车转向盘力特性以及某型电机性能参数,拟合了线控转向系统所需要的控制策略。通过ADAMS和MATLAB的联合仿真,得到在典型工况下的线控转向系统汽车的转向盘力特性以及一些汽车的动态参数。本文的主要研究内容包括以下五个方面:第一部分介绍了汽车转向系统的发展历史及其发展的状况,介绍国内外线控转向系统的研究现况,发展速度及水平及研究线控转向系统的目的和现实意义。第二部分阐述了ADAMS软件中的主要使用的模块,以及ADAMS的运动学分析的理论基础,分析了在仿真时可能出现数值发散的原因以及解决数值发散的关键技巧。第三部分利用ADAMS软件建立了某型轿车14自由度的整车模型,其中包括底盘、前悬架、后悬架、转向系统、轮胎模型及路面文件,重点介绍建立各个子系统的方法。第四部分重点分析了线控转向子系统的结构以及其工作原理,并建立线控转向系统路感模拟的动力学模型和转向执行机构的动力学模型;其中还包括建立线控转向系统的整车模型;最后说明了线控转向系统的关键技术。第五部分对评价线控转向系统转向特性的四种工况稳态转向、方向盘正弦输入、蛇形和双移线试验做详细阐述;建立了线控转向系统的控制策略,通过机械式转向系统和线控转向系统在以上四种工况下转向特性联合仿真的比较和分析,可以得出该线控转向系统基本符合转向特性要求的结论。最后,本文对前面的内容进行总结。并且对文中存在的问题和需要改进的部分做了进一步的分析和探讨。ADAMS和MATLAB联合仿真具有广阔的应用前景,两者的结合能够发挥各自的优势,使虚拟样机的仿真功能变得更强大,在越来越多的领域得到了广泛应用。