电动助力转向系统是目前应用最为广泛的动力转向系统,其转向性能中主要动力学性能的重要性不言而喻,而振动模态也是不可忽视的重要性能。电动助力转向系统的各种性能指标之间相互联系、相互影响,并分属于不同的学科。目前研究中采用的只对动力学性能进行优化的方法难以保证振动模态方面的性能。因此,本文以电动助力转向系统为研究对象,考虑振动模态的影响,采用多学科优化设计的方法对其进行参数与性能优化。本文的主要研究内容为:首先,建立电动助力转向系统及整车动力学模型,其中转向系统模型包括方向盘输入轴子模型、输出轴子模型、齿轮齿条子模型和助力电机模型;建立电动助力转向系统的有限元模型,为本文的模态分析和优化设计奠定基础。其次,提出以转向路感、转向灵敏度和转向稳定性作为转向系统的动力学性能指标,并建立各指标的量化函数。考虑振动模态对转向系统性能的影响,采用拉丁超立方试验设计安排设计变量,构建模态性能指标的响应面近似模型。最后,将多目标优化思想引入到传统的协同优化算法,以转向系统综合性能为主系统,以转向路感、转向灵敏度、转向模态和转向轻量化为子系统,建立基于系统层动态约束的电动助力转向协同优化模型,使传统的主系统为单目标的优化问题转换为主系统为多目标的协同优化,并采用粒子群算法对电动助力转向系统进行优化设计。本文的研究结果可以为电动助力转向系统的设计与开发提供一定的理论基础。