四轮转向(4WS)的含义是指汽车除了通常的前轮转向之外,附加相应的后轮转向。其主要目的是增强汽车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性,改善低速时的操纵轻便性和高速行驶时的转弯半径。国外从70年代末,开始研究开发四轮转向系统。1985年首次应用四轮转向系统以来,汽车的操纵稳定性的研究也进入了新的阶段。本文在系统分析汽车非线性因素的基础上,引入汽车后轮转向对系统的影响,并增加司机调节模型,建立五自由度的汽车四轮转向非线性模型。该模型由于考虑较全面,因而更接近于汽车转向的实际情况,具有一定的代表性。本文运用汽车操纵动力学理论,对四轮转向汽车的操纵稳定性进行了比较系统的理论分析,充分说明四轮转向汽车在操纵稳定性方面,优于两轮转向汽车。本文在汽车四轮转向非线性模型的基础上,运用现代非线性动力学稳定性理论、Hopf分叉理论对其进行深入研究,对汽车四轮转向操纵稳定性进行了分析,推导系统Hopf分叉的产生条件,系统的Hopf分叉范式以及系统周期解稳定性的判断条件。本文进行了各种情况下汽车四轮转向、两轮转向系统稳定性的数值模拟,讨论了不同参数变化对汽车稳定性的影响,补充和验证了汽车四轮转向非线性模型的理论研究,提供了模拟汽车转向稳定的数值方法,为进一步开展汽车四轮转向技术奠定了基础。本文的理论和数值研究方法,以及所讨论的各种轮胎模型、司机模型,为进一步开展四轮转向技术的研究奠定了基础。