虚拟驾驶模拟器作为一种新型汽车驾驶培训器材,可以模拟汽车的各种运动状态,可以增强学员在驾驶培训过程中的真实感和沉浸感,提高学员的培训质量,具有良好的发展前景。虚拟驾驶模拟器与传统培训模拟器相比,具有使用方便、模拟效果好、动态感沉浸感强、安全性能好等优点。目前,市场上一般采用六自由度的并联机构做为虚拟驾驶模拟器,但是该种结构成本高昂,经济适用性低,不具备广阔的应用前景。因此,开发一种能够满足驾驶培训要求且经济适用性强的虚拟驾驶模拟器具有重大意义。首先,本文介绍了虚拟驾驶模拟器的课题背景和研究意义,对虚拟驾驶模拟器的国内外研究现状进行分析。对汽车行驶过程中的各种运动状态进行分析,设计满足运动状态需求的4自由度模拟器构型方案,对机构进行运动学分析,求出机构的逆解数学模型。其次,使用虚拟仿真软件ADAMS对样机进行运动学仿真分析。通过仿真得到模拟器中滑块的位移时间曲线,并与MATLAB软件计算出的滑块位移曲线相比较,表明逆解数学模型是正确的。同时,对机构的运动学正解进行分析,与机构的运动学逆解相互验证。然后,对模拟器的控制系统进行设计,对传动系统进行闭环控制,求解系统的传递函数,采用模糊PID控制算法对系统进行精确控制。同时对模拟器的控制系统进行模块化设计,完成各模块的程序设计,为后面与视景仿真系统的通信对接做好准备。最后,对虚拟驾驶模拟器的机械、电气部分进行设计,并完成了制作,对模拟器样机的机构进行参数设计,选择最合适的控制方案,对电气部件进行选型,完成控制部分的软硬件结合,并对模拟器进行调试。结合虚拟现实技术,完成视景仿真系统与4自由度模拟器的通信对接,实现模拟器的虚拟交互功能。