近几年来,电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)由于具有节能、环保、主动安全性和良好的操纵稳定性等优势,在越来越多的汽车上成为标配;其控制模式已从最初的助力控制向回正控制、补偿控制、最大电流控制等综合模式发展,控制功能进一步加强。汽车行驶工况复杂,在不同附着系数路面上行驶时,转向回正力变化显著导致回正时出现回正不足或回正超调现象;这对汽车驾驶安全性和转向过程的操纵稳定性有重要影响。针对这种情况,论文选用齿轮助力式EPS作为研究对象,对EPS系统回正控制进行研究。为克服路面附着系数变化对车辆回正性能的影响,论文研究了基于回正力估计的回正控制。首先建立了电动助力转向系统模型,由车速和方向盘转角,确定期望回正力矩。其次采用变内阻、变反电动势系数的电机模型估计电机转速,并由估计的电机转速、电机电流,方向盘扭矩,估计车辆的回正力矩。最后以期望回正力矩与估计的回正力矩偏差为输入,对助力电机进行分段PID闭环控制,实现EPS回正力补偿。开发了EPS ECU,设计了EPS核心电路,电源电路,车速处理电路,电机驱动电路及CAN通信电路等。采用Carsim、Labview软件及转向系统实物搭建了EPS硬件在环仿真平台,并使用该平台,对本文提出的基于回正力估计的回正控制与基于方向盘转角的回正控制进行对比实验分析。实验结果表明,汽车在回正过程中,采用基于回正力估计的回正控制能在各种附着路面上快速准确回到中间位置,改善了汽车回正性能,提高了汽车驾驶安全性和转向操稳性。